Coordination of neuronal proliferation and migration during corticogenesis : role of p27kip1

par Élodie Gautier

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire, intégrative et cellulaire

Sous la direction de Colette Dehay.

Soutenue le 09-12-2011

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec Institut Cellule Souche et Cerveau (Bron) (laboratoire) et de Institut cellule souche et cerveau (laboratoire) .

Le président du jury était Germain Gillet.

Le jury était composé de Laurent Nguyen, Henry Kennedy.

Les rapporteurs étaient Sonia Garel, Zoltán Molnár.

mots clés

• Corticogénèse
• P27kip1
• Primate
• Prolifération
• Migration radiale
• Migration Nucléaire Intercinétique
• Couplage
• RhoA
• Primates
• Cellules -- Prolifération
• GTPases Rho
• Néocortex

Titre traduit

Coordination de la prolifération et de la migration neuronale par p27kip1 au cours de la corticogénèse

Résumé

La cytoarchitecture du néocortex repose sur la coordination spatiotemporelle des taux de production des neurones ‐via la régulation du cycle cellulaire de leurs progéniteurs‐ et de leur migration radiale vers la surface corticale. Chez le primate, les couches supragranulaires de l'aire 17 sont plus développées que celles de l'aire 18, conséquence d'une prolifération et d'une production neuronale accrues dans l'aire 17 à E77‐80. Des observations en vidéomicroscopie bi‐photonique, sur tranches organotypiques de cortex, révèlent que la migration radiale est plus rapide dans l'aire 17. Les variations aire‐spécifiques des taux de prolifération et de migration neuronale sont donc congruentes. L'étude des mécanismes moléculaires qui sous‐tendent la régulation coordonnée de la prolifération et de la migration est centrée sur le régulateur du cycle cellulaire p27kip1, qui via son domaine C‐terminal promeut la migration en inhibant la GTPase RhoA. Ce rôle pléiotrope de p27 a été exploré dans la migration nucléaire intercinétique (INM) qu'effectuent les précurseurs de la zone ventriculaire corticale, en synchronie avec les phases du cycle cellulaire. Des formes mutantes de p27 ou des shRNA ont été électroporés spécifiquement dans les neuroblastes d'embryons murins à E14‐15. Des observations en vidéomicroscopie bi‐photonique sur tranches organotypiques révèlent que le domaine C-terminal de p27 affecte l'INM, promeut les décisions différenciatives et la migration radiale. P27 se place donc au sein d'un réseau moléculaire contrôlant conjointement, et de façon aire-spécifique, les divisions successives des précurseurs corticaux, ainsi que la migration des neurones qui en sont issus

mots clés

• Corticogenesis
• P27kip1
• Primate
• Proliferation
• Radial migration
• Interkinetic Nuclear Migration (INM)
• Coupling
• RhoA

Résumé

Cortical cytoarchitecture relies on the spatiotemporal coordination of neuronal production rate, precursors cell-cycle control and neuronal radial migration towards the cortical plate. In the primate, area 17 supragranular layers are more developed than in area 18, due to higher proliferation and neuronal production rates in area 17 between E77-80. Two-photon videomicroscopy observations on cortical organotypic slices revealed that radial migration is faster in area 17 than 18. This indicates that area-specific variations of proliferation and migration rates are congruent during corticogenesis. The study of molecular mechanisms underlying the coordinated regulation of proliferation and migration focused on the cell-cycle regulator p27kip1, which promotes migration, via inhibition of the Rhoa GTPase by its C-terminal domain. This p27 dual function could play a major role during the Interkinetic Nuclear Migration (INM) performed by cortical precursor cells from the ventricular zone, in synchrony with the cell-cycle phases. Mutant forms of p27 or shRNA were electroporated into neuroblasts of E14-15 mice embryos. Two-photon videomicroscopy observations on organotypic slices revealed that p27 affects INM, promotes differentiative divisions and neuronal radial migration, though its C-terminal domain. P27 is thus part of a molecular network which finely tunes, in an area-specific manner, the successive rounds of divisions of precursor, as well as the migratory behavior of the newborn neurons