Analyses structurales et métaboliques de la sialylation des vertébrés

Structural and metabolic analysis in the sialylation of vertebrates

• Auteur / Autrice : Jorick Vanbeselaere
• Direction : Yann Guérardel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 12/12/2013
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de glycobiologie structurale et fondamentale (UGSF)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie click

Syndrome CDG

Danio rerio

Métabolisme

Acides sialiques

Glycosphingolipides

Structure

Glycoprotéines

Glycosylation

Mots clés libres

Glycome

Cycloaddition cuivre-azide-alcyne

Résumé

Les travaux présentés explorent la diversité structurale des glycannes dans l’organisme modèle du Poisson Zèbre et analysent la régulation des sialoconjugués lors d’évènements physiopathologiques particuliers. La première partie de mes travaux vise à étendre nos connaissances structurales sur la distribution des glycannes à l’échelle cellulaire et tissulaire grâce à l’étude d’un modèle majeur de vertébré, le poisson zèbre. Ces travaux s’inscrivent dans une optique de recherche fondamentale pour établir la première carte de glycosylation (glycosphingolipides ; N- et O-glycannes) des organes du poisson zèbre adulte. A terme, ces résultats permettront de mieux appréhender les relations structures-fonctions des glycannes au niveau des organismes entiers. La seconde partie de mes travaux se focalise sur le suivi structural et métabolique de la sialylation. Une première stratégie est basée sur l’utilisation d’un mime-alcyné de l’acide sialique que nous pouvons coupler à un fluorophore-azidé par « click-chemistry » pour visualiser les sialoconjugués en microscopie. Ainsi, nous avons étudié le métabolisme de l’acide sialique des fibroblastes de patients atteints de Maladie Congénitale de la Glycosylation ou pour suivre la métabolisation de l’acide sialique après une infection par le parasite intracellulaire Toxoplasma gondii. Une seconde stratégie s’intéresse à la régulation de la sialylation par des analyses structurales lors d’une infection parasitaire par Trypanosoma cruzii ou lors de la surexpression d’une sialyltransferase dans la lignée cellulaire MCF-7. Ces études révèlent d’importantes variations dans l’expression des sialoglycoconjugués.

Our studies investigated the structural diversity of glycans in zebrafish model organism and analyzed the regulation of sialoconjuguates during specific pathophysiological events. First part of my work intends to expand our structural knowledge about the organisation of glycans at the cellular and tissue levels through the study of a major vertebrate model, the zebrafish. This study aims to establish the first map of glycosylation in zebrafish, including profiles of glycosphingolipids as well as N- and O-glycans of glycoproteins. These data reveal numerous novel structures, including oligofucosylated and oligosialylated glycosphingolipids, and inform us about the organization of glycans within each organ. These results will provide new insight into the structure-function relationships of glycans in whole organisms. Second part of my work focuses on the structural and metabolic monitoring of sialylation. One of the deployed strategies is based on the use of an alkyne analogue of sialic acid and that can specially bind to a fluorophore by click-chemistry for monitoring the sialoconjugates by fluorescence microscopy. This strategy has been implemented to study sialic acid metabolism of fibroblasts from patients with congenital disease of the glycosylation or to follow the sialic acid metabolism after infection with the intracellular parasite Toxoplasma gondii. A second strategy based on structural analyzes focuses on the regulation of sialic acid during parasitic infection by Trypanosoma cruzii or during an overexpression of sialyltransferase in MCF-7 cell line. These studies reveal significant variations in the expression of sialoconjuguates.