Analyse fonctionnelle des gènes ndrg4 et elmo1 dans le développement du système nerveux périphérique chez le poisson zèbre

Functional analysis of two genes, ndrg4 and elmo1, in the peripheral nervous system development of zebrafish

• Auteur / Autrice : Laura Fontenas
• Direction : Marcel Tawk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 30/10/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Petites Molécules de neuroprotection, neurogénération et remyélinisation (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-2019)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Daniel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marcel Tawk, Hervé Daniel, Nicolas Tricaud, Brahim Nait-Oumesmar, Christine Rampon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Tricaud, Brahim Nait-Oumesmar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Danio rerio

Cellules de Schwann

Myéline

Développement

Mots clés libres

Myéline

Schwann

Développement

Snp

Poisson-Zèbre

Myelin

Schwann

Development

Pns

Zebrafish

Résumé

Les cellules gliales qui forment les segments de myéline du système nerveux périphérique (SNP) sont appelées cellules de Schwann. Elles assurent aux nerfs un soutien fonctionnel et permettent une conduction rapide et efficace de l'influx nerveux. Cette fonction requiert une communication réciproque entre les neurones et les cellules gliales qui les entourent. Une perturbation de cette interaction entraine le plus souvent une situation pathologique comme les neuropathies périphériques dont la plus connue est la maladie de Charcot-Marie-Tooth. Cependant, les mécanismes qui conduisent à ces pathologies sont encore peu connus et leur compréhension demande au préalable l'élucidation des mécanismes physiologiques qui contrôlent le développement du SNP. Ce travail a consisté en l'analyse de nouvelles fonctions des gènes ndrg4 et elmo1, dans le développement du système nerveux périphérique, chez le poisson zèbre. Nous avons montré que ndrg4 (n-myc downstream regulated gene) est un facteur neuronal qui régule le développement de la myéline périphérique en contrôlant le regroupement des canaux sodiques aux nœuds de Ranvier et l'expression de la mbp. Ndrg4 semble moduler l'échange vésiculaire entre les axones et les cellules de Schwann, en contrôlant l'expression de certaines protéines de relargage vésiculaire comme SNAP25, membre du complexe SNARE.Ce travail décrit par ailleurs une nouvelle fonction de elmo1 (engulfment and cell motility 1) dans le développement du SNP du poisson zèbre, où il favorise la survie des neurones dans lesquels il est exprimé. Nous avons montré qu'elmo1 protège les neurones de l'apoptose et que cette fonction est contrôlée par la voie nétrine1/unc5b en amont de Rac1. De ce fait, elmo1 est requis pour le développement du ganglion de la ligne latérale postérieure et des axones qui en émergent pour donner un système nerveux fonctionnel. Ainsi, ces travaux contribuent à une meilleure connaissance du développement du SNP et élucident pour la première fois une nouvelle voie de signalisation requise pour la survie des neurones dans le SNP.

The glial cells that form myelin segments in the peripheral nervous system (PNS) are called Schwann cells (SCs). They provide functional support for nerves and allow a fast and efficient conduction of the action potentials. This requires a bilateral communication between axons and the associated glial cells. Disruption of this interaction often leads to peripheral neuropathies e.g. Charcot-Marie-Tooth disease. However, the mechanisms underlying these diseases remain poorly known and their understanding requires, at first, the elucidation of the physiological mechanisms responsible for PNS development. This work consists of a functional analysis of two genes, ndrg4 and elmo1, in the PNS development, using the zebrafish model. We showed that the neuronal factor ndrg4 (n-myc downstream regulated gene 4) regulates nodes of Ranvier organization and mbp expression along the Posterior Lateral Line nerve (PLLn). This is achieved, most likely, by the ability of ndrg4 to modulate vesicular exchange between axons and SCs. Indeed, the expression of some key proteins involved in vesicle docking and release such as SNAP25, a member of the SNARE complex, are significantly dependent on ndrg4.Moreover, this work describes a novel role for neuronal elmo1 (engulfment and cell motility 1) in PNS development by promoting neuronal survival within the PLL ganglion. We showed that elmo1 has protective role against apoptosis and that its function is controlled by the netrin1/unc5b signalling upstream of Rac1 and independently of macrophages role in apoptotic clearance. Therefore, elmo1 is required for the proper development of the PLL ganglion and the axonal development of the PLLn. Thus, this study further contributes to our understanding of PNS development and unravels a novel molecular pathway required for neuronal survival in the PNS.