Identification et caractérisation de nouvelles protéines de la zone de transition des cils et des flagelles

Identification and characterization of novel ciliary transition zone proteins

• Auteur / Autrice : Jean-André Lapart
• Direction : Joëlle Thomas, Bénédicte Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 29/06/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut NeuroMyoGène (Lyon ; 2016-2021)
• Jury : Président / Présidente : Samir Merabet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Benmerah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Vesque, Maximilian Fürthauer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

Drosophiles

Écotones

Cils (cytologie)

Mots clés libres

Cil

Zone de transition

Centriole

Axonème

Drosophile

Protéomique

Cilia

Transition zone

Centriole

Axoneme

Drosophila

Protéomique

Résumé

Les cils et les flagelles sont des organites conservés chez les eucaryotes où ils jouent des rôles essentiels et variés comme la motilité et la signalisation cellulaire. La zone de transition (ZT) est une structure complexe, localisée à la base des cils, indispensable à leur assemblage et pour la sélection des constituants ciliaires. Chez l'Homme, de nombreuses pathologies appelées ciliopathies sont associées à des défauts d'assemblage ou de fonctionnement des cils. Les plus sévères sont liées à des défauts de protéines de la ZT. Cette dernière est composée principalement de trois complexes protéiques nommés MKS, NPHP et CEP290 interagissant étroitement entre eux. D'autres protéines, dont CBY conservée des mammifères à la drosophile, s'ajoutent à ces modules mais leur interconnections ne sont pas connues Deux modes d'assemblage ciliaire ont été décrits : la ciliogenèse compartimentée et cytosolique. La fonction de la ZT au cours de la ciliogenèse compartimentée a fait l'objet de nombreuses études mais son rôle dans la ciliogenèse cytosolique reste peu connu. Au cours de ma thèse j'ai analysé la fonction de nouvelles protéines de la ZT en utilisant le modèle de la drosophile qui présente les 2 types de ciliogenèse. J'ai d'une part réalisé un crible protéomique en cellules murine IMCD3 et caractérisé le module protéique CBY, composé de CBY, FAM92A et DZIP1L. Ce module est conservé chez la drosophile à la ZT. Il est nécessaire à la ciliogenèse notamment pour l'assemblage de la ZT et pour l'ancrage du corps basal à la membrane plasmique. L'absence de ces protéines entraine des défauts ciliaires importants dans l'assemblage des flagelles de spermatozoïde et des cils des neurones sensoriels chez les drosophiles.En conclusion, ce travail apporte de nouvelles connaissances sur l'assemblage de la ZT et sur le rôle de CBY dans les mécanismes qui contrôlent la ciliogenèse

Cilia and flagella are highly conserved organelles among eukaryotes species. They are composed of a microtubular cytoskeleton and play essential functions during development and in numerous physiological processes. As a result, in humans, cilia dysfunction leads to a wide range of pathologies, called ciliopathies.At the ciliary base, the transition zone (TZ), a complex structure, is required for proper cilia assembly and regulates the traffic of ciliary components in and out cilia. Defects in TZ proteins lead to severe ciliopathies. The TZ is composed of 3 protein complexes, MKS, NPHP et CEP290 that closely interact. Additional proteins, like CBY, conserved between mammals and Drosophila, have been described at the TZ but their precise role and relationships with the other TZ complexes are unknown. Two modes of cilia assembly have been described: compartmentalized and cytosolic ciliogenesis. Whereas the function of the TZ in compartmentalized ciliogenesis is well documented, its role in cytosolic ciliogenesis remains poorly characterized. During my PhD, I characterized new TZ proteins conserved in mammals and Drosophila and analyzed their function during cilia assembly in Drosophila. First, I performed a proteomic screen in murine IMCD3 cells and characterized the CBY module composed of CBY, FAM92A1 and DZIP1L. This complex is conserved in Drosophila and locates at the TZ. Moreover, I showed that this module is necessary for TZ assembly and centriolar docking to the plasma membrane and hence required for cilia and flagella assembly. In absence of these proteins, Drosophila show severe ciliogenesis defects both in sperm cells and in sensory neurons.In conclusion, this work brings new insights into the understanding of TZ assembly and of the mechanisms, that control ciliogenesis