Rôle du cil primaire dans la migration des neuroblastes du courant de migration rostrale

The role of the primary cilium in the migration of neuroblasts in the rostral migratory stream

• Auteur / Autrice : Maxime Chaulet
• Direction : Isabelle Caillé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neurosciences Paris-Seine (2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Spassky
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Schneider-Maunoury, Alexandre Baffet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Evelyne Bloch-Gallego, Bénédicte Durand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Centrosomes

Souris de laboratoire

Migration neuronale

Cils (cytologie)

Mots clés libres

Migration

AMPc

Cil primaire

Postnatal

Centrosome

Adulte

Migration

CAMP

Primary cilium

Postnatal

Centrosome

Adult

Résumé

L'objectif de ma thèse a été de mieux comprendre les mécanismes sous tendant le rôle du cil primaire (CP) dans la migration neuronale. Notre modèle d’étude est la migration dans le courant de migration rostrale (CMR) chez la souris post-natale et adulte. Les neurones du CMR présentent une migration saltatoire alternant pause et nucléokinèse avec un mouvement stéréotypé du centrosome. Dans une première étude, aux résultats encore préliminaires, nous avons comparé la migration entre la souris post-natale (P10) et jeune adulte (P30) par imagerie sur tranche aigüe de cerveau, ainsi que l'effet d'une ablation génétique du CP à ces deux âges. Nous observons que les migrations diffèrent entre les deux âges et que l'ablation génétique du CP affecte différentiellement les paramètres de migration. Dans une deuxième étude, bientôt soumise pour publication, nous avons analysé la dynamique de l’AMPc au cours de la migration postnatale. Nous avons observé la présence cyclique d’un hotspot d’AMPc au centrosome, sous le CP. Nous montrons que l’AMPc produit dans le cil diffuse au centrosome et active localement la Protéine Kinase A dépendante de l’AMPc (PKA). L’ablation génétique du CP et le knock-down de l’adénylate cyclase 3 ciliaire mènent à une disparition du hotspot. Ils affectent également la migration avec un défaut de couplage centrosome/noyau conduisant à une altération de la nucléokinèse, ce qui est récapitulé par la délocalisation génétique de la PKA. Nous montrons donc que le centrosome et le CP agissent comme une unité de signalisation unique liée par la diffusion de l'AMPc ciliaire, ce qui régule la rythmicité de la migration saltatoire au centrosome.

The aim of my thesis was to better understand the mechanisms underlying the role of the primary cilium (PC) in neuronal migration. Our study model is the tangential migration in the rostral migratory stream (RMS) in the postnatal and adult mice. Neuroblasts of the CMR show a saltatory migration with pause and nucleokinesis and a stereotyped centrosome movement. In a first study with preliminary results, we compared the migration between postnatal (P10) and young adult (P30) stages by live imaging on acute brain slices, as well as the effect of genetic ablation of the PC at these two ages. We showed that migrations are different between these two stages and that genetic ablation of the PC impaired differentially migration parameters. In a second study, submitted for publication soon, we analysed cAMP dynamics during postnatal migration. We observed a dynamic cAMP hotspot cyclically at the centrosome, at the basis of the PC. We show that ciliary-produced cAMP diffuses to the centrosome, where it activates locally the cAMP-dependent Protein Kinase A (PKA). Genetic ablation of the cilium and knock-down of the ciliary Adenylate Cyclase 3 lead to the hotspot disappearance. They also affect migration with defective centrosome/nucleus coupling leading to altered nucleokinesis, which is recapitulated by PKA genetic delocalization. We thus show that PC and centrosome act as a signalling unit, linked by ciliary cAMP diffusion regulating the rhythmicity of salutatory migration at the centrosome.