Rôle de la protéine APPL dans la croissance axonale des corps pédonculés chez Drosophila melanogaster

Function of APPL during axonal growth in the Drosophila brain

• Auteur / Autrice : Claire Marquilly
• Direction : Jean-Maurice Dura
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 25/09/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique humaine (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Florence Maschat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Maurice Dura, Florence Maschat, Bassem A. Hassan, Valérie Castellani, Marie-Laure Parmentier, Frédéric Saudou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bassem A. Hassan, Valérie Castellani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Précurseur de la protéine bêta-amyloïde

Alzheimer, Maladie d'

Drosophila melanogaster

Neurones

Mots clés libres

Développement

Neurone

Appl

Development

Neuron

Appl

Résumé

Le cerveau de drosophile est constitué entre autres des mushroom body, siège de la mémoire et de l’apprentissage. Cette structure est composée de différents types de neurones, parmi lesquels les neurones /. Ces neurones se présentent sous une forme orthogonale, avec l’axone qui se divise en une branche dorsale : la branche et une branche médiale : la branche . Le but de cette étude est de comprendre les mécanismes et voies de signalisation mis en jeu lors du développement de ces neurones.Chez la drosophile, la protéine APPL (Amyloïd Precursor Protein-Like) est l’homologue de la protéine APP humaine, connue pour son implication dans la maladie d’Alzheimer chez l’homme. Cette pathologie est caractérisée par une dégénérescence neuronale entraînant des défauts cognitifs et mnésiques. Malgré les nombreuses études focalisées sur la fonction pathologique d’APP durant les dernières décennies, peu de choses sont actuellement connues sur les fonctions physiologiques de cette protéine et notamment pendant le développement. C’est dans cette optique que nous avons étudié la fonction d’APPL et son interaction avec différentes protéines lors du développement des mushroom body. La protéine APPL a été identifiée comme étant un co-récepteur de la voie PCP (Planar Cell Polarity), permettant la régulation de la croissance axonale. Lors du développement, APPL permet le recrutement et l’activation de la protéine ABL (Abelson Tyrosine Kinase), qui phosphoryle DSH (dishevelled) et ainsi active la voie de signalisation permettant la croissance axonale.Le premier volet de cette thèse porte sur la régulation de l’activité ABL lors du développement des neurones /. S’il est établi qu’APPL permet une régulation positive de l’activité kinase d’ABL, je montre ici que la protéine HTT (huntingtine) permet de réguler négativement cette activité. Cette protéine HTT est impliquée dans la maladie de Huntington chez l’homme, une autre pathologie neurodégénérative. Ces travaux démontrent qu’HTT régule le niveau de phosphorylation d’ABL et par conséquent son activité. Le deuxième volet de cette thèse porte sur l’interaction d’APPL avec la protéine ARM (armadillo), homologue de la -caténine, lors du développement des neurones /. Je démontre que cette interaction est indépendante du rôle d’APPL dans la voie PCP. Je démontre aussi que cette interaction entre APPL et ARM est dépendante uniquement de la fonction d’ARM dans la dynamique du cytosquelette d’actine.Enfin le troisième volet de cette thèse porte sur la création de nouveaux allèles mutants pour Appl grâce à la technique du CRISPR-CAS9. La production de ces allèles permet d’avancer d’une part un possible rôle du gène voisin vnd (ventral nervous system defective) dans le développement des mushroom body, et d’autre part une interaction génétique entre Appl et vnd.

In the drosophila brain, mushroom bodies are involved in olfactory memory and learning. This structure is composed of different types of / neurons. These neurons form an orthogonal structure, with the branch projecting dorsally and the branch projecting medially. The aim of this study is to understand mechanisms and pathways involved during the development of these neurons.The drosophila APPL protein (Amyloïd Precursor Protein-Like) is the homologue of the human APP, known to be involved in Alzheimer’s disease. This pathology is characterized by neuronal degeneration inducing cognitive and memory defects. In spite of the numerous studies focused on the pathological function of APP during the last decades, few things are known on the physiological functions of this protein and more particularly during the development. This is from this perspective that we studied the APPL function and its interaction with proteins during the mushroom bodies development.The APPL protein was identified as a co-receptor of the PCP pathway (Planar Cell Polarity), involved in the axonal growth regulation. During the development, APPL allows the recruitment and the activation of the ABL protein (Abelson Tyrosine Kinase), which phosphorylates DSH (dishevelled) and so activates the axonal growth pathway.The first part investigates the regulation of ABL activity during the / neuron development. If it’s already established that APPL regulates positively the kinase activity of ABL, I show here that the HTT protein (Huntingtin) allows a negative regulation of ABL activity. In human, HTT is involved in the Huntington’s disease, another neurodegenerative disorder. This thesis work shows that HTT regulates the phosphorylation level of ABL, and therefore its activity.The second part investigates the interaction between APPL and ARM (armadillo), the homologue of the human -catenin, during the development of the / neurons. I show that this interaction is independent of the APPL function in the PCP pathway. Moreover, this interaction between APPL and ARM involves the actin cytoskeleton dynamic function of ARM, and not its Wnt pathway function.The third and last part presents new mutant alleles of APPL obtained with the CRISPR-CAS9 technique. The creation and analysis of these new alleles lead us to propose that vnd (ventral nervous system defective), neighbor gene of Appl, is also involved in / neurons development, and can interact genetically with Appl.