Caractérisation fonctionnelle de deux nouveaux gènes ciliaires pendant le développement des vertébrés

Functional characterization of two new ciliary genes during the development of vertebrate

• Auteur / Autrice : Julie Jerber
• Direction : Bénédicte Durand, Joëlle Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique et biologie du développement
• Date : Soutenance le 19/03/2014
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de génétique moléculaire et cellulaire
• Jury : Président / Présidente : Florence Ruggiero
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Vesque
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Bastin, Julien Vermot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biologie du développement

Motilité

Flagelles (biologie)

Cils (cytologie)

Mots clés libres

Cils

Flagelles

Motilité

Développement

CCDC151

LRRC48

Ciliopathies

Cilia

Flagellar

Motility

Development

CCDC151

LRRC48

Ciliopathies

Résumé

Les cils et les flagelles sont des organites cellulaires très conservés qui assurent des fonctions essentielles. Chez l'Homme, les défauts d'assemblage des cils et des flagelles conduisent à de multiples pathologies, les ciliopathies. Afin de comprendre comment se forment et fonctionnent les cils, j'ai analysé la fonction de deux nouveaux gènes identifiés comme cible des facteurs de transcription de ciliogenèse RFX. Tout d'abord je me suis focalisée sur le gène CCDC151, évolutivement conservé dans les espèces possédant des cils motiles. J'ai pu montrer que CCDC151 est impliquée dans le transport dépendant de l'IFT des bras de dynéine chez les animaux et qu'elle est nécessaire à la perception sensorielle chez la drosophile. Par ailleurs, j'ai également montré que cette protéine possède des fonctions cellulaires additionnelles puisqu'elle est requise pour l'orientation correcte des plans de division cellulaire et qu'elle est impliquée dans la régulation de la taille du cil primaire chez les mammifères. Je me suis ensuite intéressée au gène LRRC48 également conservée dans les espèces possédant des cils motiles. Cette protéine est nécessaire à la motilité des flagelles de spermatozoïdes et des cils des neurones sensoriels en 9+0 et dans la réponse auditive chez la drosophile. De plus LRRC48 est indispensable au développement des vertébrés puisque son absence chez le poisson zèbre conduit à l'hydrocéphalie, des kystes rénaux et des défauts de motilité des cils. Elle est également essentielle à la biogenèse de l'oreille dans cet organisme.En conclusion, il s'agit de deux nouveaux acteurs de la ciliogenèse potentiellement impliqués dans les pathologies ciliaires chez l'Homme

Cilia are highly conserved structures found from protozoa to mammals where they play essential physiological and developmental functions and cilia dysfunction leads to various syndromes in humans known as ciliopathies. To understand cilia formation and function, I performed functional analysis of two new target genes of the RFX ciliogenic transcription factors. First, I focused on CCDC151 that is evolutionary conserved in motile ciliated species. I showed that CCDC151 is involved in the control of IFT-dependent dynein arm assembly in animals and required for geotaxis behavior of adult flies. In zebrafish, depletion of Ccdc151 leads to left-right asymmetry defects and kidney cysts, two phenotypes resulting from impaired ciliary beating. However, I also showed that CCDC151 is also implicated in other cellular functions in vertebrates as it is involved in proper orientation of cell divisions and implicated in the regulation of primary cilium length in mammalian cells. In a second part, I studied LRRC48 that is also conserved in species with motile cilia. I showed that this protein is essential for motility of flagellar spermatozoids and for motility of the 9+0 sensory cilia as well as in the auditory response in drosophila. In zebrafish, morpholinos induced depletion of this protein leads to hydrocephaly, kidney cysts, inner ear abnormalities and cilia motility defects. Moreover this protein is also required for inner ear biogenesis in the model. In conclusion, these two genes are essential for ciliogenesis and they are new candidate genes potentially implicated in human ciliary diseases