Caractérisation de la lignée murine hypomorphe Pofut1cax : un modèle d’étude in vivo du rôle de la O-fucosylation de Notch au cours de la myogenèse

Characterization of the hypomorph mouse line Potfut1cax : an in vivo model of the O-fucosylation of Notch during myogenesis

• Auteur / Autrice : Katy Heu
• Direction : Abderrahman Maftah, Blanquet Véronique
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléulaire et cellulaire de la biologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myogénèse

Environnement

Murins

Mots clés libres

Pofut1

Voie de signalisation Notch

Muscle squelettique

Résumé

La protéine O-fucosyltransférase 1 (POFUT1) greffe des résidus O-fucose sur des domaines EGF-like retrouvés sur diverses protéines dont les récepteurs Notch et leurs ligands. En plus de son rôle d’O-fucosyltransférase, POFUT1 possède aussi un rôle de chaperonne pour le récepteur Notch. La présence de résidus O-fucose ainsi que leur allongement par la -1,3-GlcNAc-transférase (lunatic fringe) influence la liaison de Notch avec ses ligands. La voie de signalisation Notch est connue pour son rôle dans divers processus biologiques. Dans le développement du muscle squelettique, la voie de signalisation Notch est impliquée dans le maintien et l’activation des cellules satellites et l’inhibition de la différenciation des myoblastes. L’inactivation de Pofut1 chez la souris est létale au stade embryonnaire à 9. 5jpc. Chez ces animaux, les anomalies constatées rappellent celles retrouvées chez des mutants d’acteurs de la voie de signalisation Notch (RBPJ et Présénilines). Récemment une mutation spontanée dans le gène murin Pofut1 qui se manifeste par l’insertion d’un élément IAP (intracisternal A particle) de la famille des rétrotransponsons dans l’intron 4 a été aractérisée comme un allèle hypomorphe Pofut1cax (Schuster-Gossler et al. 2009). Ce modèle constitue une nouvelle approche pour étudier le rôle de POFUT1 notamment au cours de la myogenèse. Dans cette perspective, à partir de ce modèle, une analyse morphométrique du muscle squelettique a été réalisée. Cette analyse a permis de mettre en évidence une hypertrophie musculaire à l’âge adulte associée à une diminution du nombre de cellules satellites. L’étude du programme myogénique de cultures primaires de cellules satellites issues de souris cax montre une différenciation précoce. Ces phénotypiques sont similaires à celles obtenues chez des mutants de la voie de signalisation Notch suggérant une régulation de la myogenèse par POFUT1 à travers la modulation de l’interaction du récepteur Notch avec ses ligands.

The Notch signaling pathway is an evolutionarily conserved pathway that is critical for tissue morphogenesis during development. Regulation of Notch signaling is involved in somitogenesis, muscle development, and the proliferation and cell fate determination of muscle stem cells. Notch receptors are modified by O-fucosylation of EGF-like repeats by protein O-fucosyltransferase 1 (POFUT1). Fringe enzymes add N-acetylglucosamine to Ofucose and modify Notch signaling by altering the sensitivity of Notch receptors to Notch ligands. Mice embryos lacking Pofut1 die with a phenotype indicative of global inactivation of Notch signaling. To address physiologic functions of O-fucose glycans in myogenesis, we examined mice with hypomorphic allele of Pofut1 (Pofut1cax), a spontaneous mutation in the Pofut1 gene caused by an insertion of an intracisternal A particle retrotransposon in the intron 4 (Schuster-Gossler et al. 2009). Phenotype characterization of this mouse line at the muscle level revealed muscle hypertrophy in adult and a depletion of satellite cells. Isolation and culture of these cells showed early differentiation. Taking together, these results suggest that cax mice phenocopy Notch signaling mutants. The combined data support a key role for Ofucose glycans in Notch regulation of myogenesis through modulation of Notch-ligand interactions.