Polarisation planaire d'un épithélium mono-cilié : le plancher du poisson-zèbre

Planar polarization of a mono-ciliated epithelium : the zebrafish floor-plate

• Auteur / Autrice : Antoine Donati
• Direction : Christine Vesque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance le 05/07/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie du développement (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Hitoyoshi Yasuo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Schneider-Maunoury, Patrick Blader
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Juliette Azimzadeh, Nicolas David

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mouvement ciliaire

Polarité (biologie)

Danio rerio

Mots clés libres

Polarité planaire

Cil

Corps basal

Plancher de poisson-zèbre

Par3

Vangl2

Planar cell polarity

Cilia

Basal bodies

Zebrafish floor-plate

Par3

Vangl2

Résumé

La polarité cellulaire planaire (PCP) des cils motiles permet de générer des flux directionnels dans les cavités corporelles des animaux. Cependant les mécanismes de cette polarisation sont mal compris. Nous utilisons ici le plancher de poisson-zèbre pour étudier ces mécanismes. A l'aide d'échantillons fixés et d'imagerie sur embryon vivant, nous montrons que le positionnement postérieur des cils du plancher est progressif et asynchrone entre cellules voisines. Au cours du développement, les corps basaux (CB, centrioles à la base des cils) passent de plus en plus de temps en contact avec la membrane postérieure et arrêtent de toucher la membrane antérieure. Nous étudions aussi le rôle de Par3 dans ce processus. Nous trouvons que Par3 est enrichi à la membrane postérieure avant le positionnement postérieur des cils. Aux stades précoces, Par3 forme des îlots aux jonctions apicales et les CB touchent les membranes antérieures et postérieures uniquement au niveau de ces îlots. De plus la surexpression de Par3 perturbe la polarisation. Ces résultats suggèrent un rôle clef de Par3 dans la polarisation du plancher. Nous trouvons enfin que la polarisation des îlots de Par3 est perturbée dans le mutant de PCP vangl2, ce qui pourrait expliquer les défauts de polarisation du plancher de ces mutants.

Planar cell polarization (PCP) of motile cilia allows directional fluid flow generation within body cavities. However the mechanisms underlying PCP of ciliated epithelia are still poorly understood. Here we use the zebrafish floor-plate (FP) to investigate these mechanisms. Using both fixed samples and live-imaging, we show that asymmetric cilia positioning at the posterior side of FP cells is a progressive and asynchronous process between neighbouring cells. As development proceeds, basal bodies (BB, modified centrioles at the base of cilia) spend more time in contact with the posterior membrane and stop making contacts with the anterior membranes. We investigate the role of Par3 in FP cells polarization. We find that Par3 is enriched at the posterior membrane, before the asymmetric positioning of cilia. Strikingly, at early stages, Par3 accumulates as patches at the level of apical junctions and BB only contact anterior or posterior membranes at the level of these patches. In addition, Par3 over-expression disrupts FP PCP. These results strongly suggest that Par3 is a critical player in FP polarization. Finally we show that in zebrafish vangl2 PCP mutants, Par3 patches intensity and polarisation are disrupted, which could explain FP polarization defects. Since Vangl2 is anteriorly enriched in FP cells, this suggests an antagonistic relationship between Par3 and Vangl2.