L'asymétrie du cerveau chez la drosophile : développement, fonction et évolution

Brain asymmetry in drosophila : studies in development, behaviour and evolution

• Auteur / Autrice : Kai-Lian Huang
• Direction : Thomas Préat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Mémoire à long terme

Résumé

Nous avons identifié une nouvelle structure dans le complexe central chez Drosophila melanogaster (D. Melanogaster), nommé le corps asymétrique (AB). Cette structure située dans l'hémisphère droit est constituée d'axones neuronaux car elle exprime fasciclin II. De façon surprenante, l'AB est impliquée dans la formation de la mémoire à long terme (MLT) car les mouches symétriques présentent une mémoire à court terme normale mais une absence complète de MLT à 4 jours. En revanche, j'ai montré que les mouches symétriques ont une meilleur ARM, (pour '' anaesthesia-resistant memory ''), un autre type de mémoire consolidé qui n'a pas besoin de synthèse protéique. L'AB est conservée au cours de l'évolution. D'après notre étude de l'AB, quatre espèces appartenant au sous-groupe melanogaster (D. Sechellia, D. Mauritiana, D. Simulans et D. Melanogaster) présentent ce caractère. Quatre espèces plus éloignées de D. Melanogaster (D. Ananassae, D. Malerkotliana, D. Takahashii et D. Willistoni) contiennent également l'AB, mais avec plus de variabilités morphologiques. L'ensemble de ces résultats suggère que l'apparition de l'asymétrie est apparue 3 fois indépendamment au cours de l'évolution des drosophiles. Nous avons obtenu par mutagenèse 4 mutants de l'AB. Les gènes ont ensuite été clonés et identifiés : chameau, tramtrack (ttk) et Ecdyson-induced protein 75B (Eip75B). L'identification du gène ttk suggère que la mise en place de l'AB est issue du déterminisme neurone/glie. En outre, l'identification du gène Eip75B suggère que l'AB fait parti des neurones remaniés sous contrôle de l'ecdysone.

We found the asymmetrical body (AB) in the Drosophila melanogaster (Dm) brain. This asymmetrical structure expresses the neuronal Fasciclin II protein and is thought to be composed by neuronal axons. AB presents in the right hemisphere. AB seems to involve in the formation or retrieval of the long-term memory because four-day long-term memory was not evident in wild-type flies with a symmetrical brain. In wild-type laboratory strains, three categories of flies are observed: right-sided AB forms in the majority of flies, but left-sided AB and bilateral ABs are also formed. This distribution of symmetrical and asymmetrical flies is not due to genetic variability, as a similar phenotypic frequency was observed in an isogenic Dm strain. We studied brain asymmetry in various Drosophila species and found that the AB is not conserved in all of them. Out of 29 species studied, only 8, including Dm, show an AB-like structure. The results suggest that 1) brain asymmetry has appeared on several independent occasions during the evolution of Drosophila, and 2) the apparition of asymmetry in a species is accompanied by a diversity of brain structures that may sustain behavioral diversity. We obtained 4 AB mutant lines after a mutagenesis and identified 3 genes: chameau, tramtrack and Ecdyson-induced protein 75B. The identification of those genes suggests: (1) le development of AB might be controlled by a cell fate determination (neuron/glia) ; (2) AB might submit a remodeling due to the ecdyson during the metamorphosis.