Etude du rôle de la signalisation calcique dépendante du canal TRPP2 au cours de la spécification du pronéphros chez Xenopus laevis

Study of the role of the calcic signals dependent on the channel TRPP2 during the specification of the pronephros at Xenopus laevis

• Auteur / Autrice : Mélinée Futel-Moscofian
• Direction : Jean-François Riou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Xénopes

Canaux calciques

Pronéphros

Résumé

Chez le xénope, le pronéphros constitue le rein fonctionnel du têtard. Le sang est filtré au niveau du glomus et l’urine, ainsi formée, est modifiée lors de son transit dans le tubule. Il a été montré que le territoire contenant les cellules à l’origine du pronéphros, le champ pronéphrique (CP), est le siège d’une augmentation de la concentration en Ca2+ cytoplasmique (Ca2+c), culminant au stade jeune neurula. La région présentant le maximum d’augmentation de Ca2+c correspond à la zone où se différencieront les tubules. Grâce à l’injection ciblée d’un chélateur de Ca2+ photoactivable, nous avons mis en évidence que l’inhibition de la signalisation calcique avant la formation du CP, provoque une inhibition de l’expression d’un gène clef requis pour les premières étapes de la formation du pronéphros, pax8. De manière intéressante, l’expression d’une forme phosphorylée du canal TRPP2 (codé par le gène pkd2) atteint un maximum à la fin de la gastrulation, au moment où la vague calcique est mise en place au niveau du CP. Au même moment, elle est détectée, dans des explants de CP, au niveau de la membrane plasmique et de structures vésiculaires au sein du cytoplasme. De plus, nous avons montré que la perte de fonction de pkd2 (Mopkd2) entraine à la fois une inhibition des transitoires calciques et une inhibition de l’expression du gène pax8 dans des explants de CP. Par contre, elle n’affecte, pas les autres gènes du CP (lhx1, osr1 et osr2). Plus tard au cours du développement rénal, la perte de fonction de pkd2 perturbe la différenciation du glomus et du tubule. Nous avons identifié des partenaires de TRPP2 au stade gastrula âgée/jeune neurula, régulant potentiellement sont activité: la protéine kinase PRKD1 et la protéine GolginA2, impliquée dans le transport vésiculaire au niveau de l’appareil de Golgi.

Pronephros is the functional kidney of Xenopus leavis at tadpole stage. It consists of a single nephron subdivided into three structural and functional parts: the glomus, the tubule and the collecting tube. The pronephric field (PF) is defined at neurula stage as the mesodermique region able to give rise ex vivo to the pronéphros. It has been shown that a [Ca2+]i wave occurs in in the PF. The maximum is reached at early neurula stage. Furthermore, it has been demonstrated that the area where the strongest [Ca2+]i increase is recorded eventually differentiate into pronephric tubule. Using diazo-2 (photoactivable Ca2+chelator) injections in early embryos we show that pax8 expression in the PF is strongly inhibited. This is supporting the idea that Ca2+signaling is necessary for PF formation. TRPP2 (encoded by gene pkd2) is highly expressed at the end of gastrulation/beginning of neurulation in the PF, when the [Ca2+]i wave occurs. Then we studied the effect of pkd2 knockdown (Mopkd2) on calcium transients in PF explants and on pronephric genes expression. Pkd2 knockdown leads to the strong inhibition of calcium transients in PF explants. Furthermore, at early neurula stage our data strongly suggest that pkd2 knockdown leads to a defective PF formation by impeding pax8 expression. Later development of both glomus and tubule is also disturbed. Futhermore, we have identified two TRPP2 partners : the kinase PRKD1 and GolginA2, a protein of the Gogi apparatus involved in vesicular trafficking.