Physiopathologie de l’autophagie au cours du développement embryonnaire chez Caenorhabditis elegans

Physiology of autophagy during embryonic development in Caenorhabditis elegans

• Auteur / Autrice : Céline Jenzer
• Direction : Renaud Legouis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 21/09/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Oliver Nüsse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Renaud Legouis, Oliver Nüsse, Sébastien Besteiro, Florence Solari, Cécile Vindis, Laurent Théodore
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Besteiro, Florence Solari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mort cellulaire

Nématodes

Autophagie

Mots clés libres

Autophagie

Apoptose

Caenorhabditis elegans

Atg8

LC3

Autophagy

Apoptosis

Caenorhabditis elegans

Atg8

LC3

Résumé

La macroautophagie est un processus cellulaire qui permet la dégradation et le recyclage de constituants cytoplasmiques par formation de vésicules à double membrane, les autophagosomes qui fusionnent ensuite avec les lysosomes. Ce processus intervient dans divers processus physiologiques tels que le développement, la longévité, la mort cellulaire et dans des pathologies humaines comme des cancers ou maladies neurodégénératives. Mes travaux de thèse ont révélé l’existence de rôles séquentiels et spécifiques des protéines autophagiques, LGG-1 et LGG-2, homologues d’Atg8/LC3 chez le nématode Caenorhabditis elegans. Cette étude a été réalisée dans l’embryon précoce sur une population particulière d’autophagosomes responsables d’un processus physiologique stéréotypé : la dégradation des mitochondries paternelles au moment de la fécondation. Nous avons montré que LGG-1 est recruté au niveau des autophagosomes précoces et permet le recrutement de LGG-2 qui intervient plus tardivement dans le processus autophagique pour permettre la fusion des autophagosomes avec les lysosomes. De plus, la fonction de LGG-1 peut être complémentée par son homologue humain témoignant de l’intérêt du système modèle C. elegans pour l’analyse des homologues d’Atg8.Par ailleurs, des études récentes ont démontré que la protéine autophagique LC3 était recrutée au cours de la phagocytose des corps apoptotiques. Ce processus a été appelé LAP pour LC3-associated phagocytosis. Par des approches génétiques et cellulaires, utilisant la microscopie optique et électronique, j’ai montré qu’il existait une implication différente de protéines autophagiques LGG-1 et LGG-2 dans la dégradation des corps apoptotiques chez C. elegans. La protéine LGG-2, spécifiquement, joue un rôle dans la cellule phagocytaire afin de dégrader le corps apoptotique. Ces travaux suggèrent également une implication de l’autophagie dans le corps apoptotique pour permettre la phagocytose.

Macroautophagy is a major ubiquitous catabolic process which allows the bulk degradation and recycling of cytoplasmic constituents by formation of double membrane vesicles called autophagosomes which then fuse with lysosomes. This process is involved in a large variety of physiological processes such as development, anti-aging, cell death and in human pathologies like cancers or neurodegenerative diseases. My thesis work revealed the existence of sequential and specific roles of autophagic proteins LGG-1 and LGG-2, homologs of Atg8/LC3 in Caenorhabditis elegans. In this study, we focused on a particular population of autophagosomes involved in a physiological process in early embryos: the degradation of paternal mitochondria during fertilization. We showed that LGG-1 is recruited at the early autophagosomes and allows LGG -2 recruitment which acts later in the autophagic process to allow the fusion of autophagosomes with lysosomes. Moreover, the function of LGG -1 can be complemented with its human homologs revealing the interest of the C. elegans model system for analyzing Atg8 homologs.Furthermore, recent studies have identified the recruitment of autophagic proteins during phagocytosis of apoptotic cells in the so called LC3-associated phagocytosis (LAP). By genetic and cellular approaches, using optical and electron microscopy, I showed that there is a different involvement of autophagic proteins, LGG-1 and LGG-2 in the degradation of apoptotic cells in C. elegans. LGG-2 protein, specifically, plays a role in phagocytic cell to degrade apoptotic corpses. Moreover, this work suggest a function of autophagy in the apoptotic corpses to allow phagocytosis.