Etude multi échelle de trois effecteurs conservés des épithéliums ciliés

Multi scale study of three conserved centriolar effectors of ciliated epithelia

• Auteur / Autrice : Aude Nommick
• Direction : Laurent Kodjabachian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance le 26/03/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biologie du Développement de Marseille (IBDM)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Chauvet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Marie Tassin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Juliette Azimzadeh, Peter Walentek

Mots clés

Mots clés contrôlés

Centrioles

Noyaux basaux

Cytosquelette

Dactylèthre du Cap

Mots clés libres

Développement de l'embryon du xénope

Épithéliums ciliés

Cellule multiciliée

Corps basal

Polarité des centrioles

Organisation du cytosquelette

Ancrage des corps basaux

Espacement des corps basaux

Espacement cellulaire régulier

Dispersion cellulaire

Xenopus embryo development

Ciliated epithelia

Multiciliated cell

Basal Body

Centriole polarity

Cytoskeleton organization

Basal body docking

Basal body spacing

Regular cell pattern

Cell dispersion

Résumé

Nos organes sont recouverts d'une couche de cellules épithéliales créant des frontières biologiques. Dans cette étude, je me concentre sur l'épithélium cilié, composé de cellules multiciliées (CMC). Les CMCs possèdent à leur surface de nombreux cils motiles. Chaque cil se forme à partir d'un centriole modifié, le corps basal (CB). Les cils battent de manière synchronisée pour générer des flux directionnels de fluides, essentiels pour des mécanismes physiologiques comme : l'élimination de pathogènes des voies respiratoires et le transport des gamètes dans les voies génitales. Des mutations de gènes nécessaires à la formation et fonction des cils sont responsables de syndromes familiaux causant des infections des voies respiratoires et un risque élevé de stérilité. Ce travail aborde le rôle multi-échelle de trois protéines centriolaires conservées (Lrrcc1, Ccdc61 et Odf2) dans l'épiderme cilié du Xénope. Mes travaux montrent que Lrrcc1, Ccdc61 et Odf2 codent des composants centriolaires essentiels pour l’ancrage des CBs à la membrane apicale, leur espacement, leur polarisation coordonnée et l'organisation du cytosquelette apical. De plus, ces défauts entraînent un battement ciliaire lent et un flux inefficace, menant à une survie embryonnaire réduite en présence de pathogènes. En outre, j'aborde le rôle de Odf2 dans l’établissement du patron d’espacement des CMCs. Dans la peau des embryons de Xénope, les CMCs adoptent un espacement régulier, probablement important pour la production d'un flux homogène. Nous montrons que Odf2, vraisemblablement en tant que composant centrosomal important pour l’organisation des microtubules, est nécessaire à l’espacement régulier des CMCs.

Our organs are covered with a layer of epithelial cells creating biological borders. In this study, I focus on the ciliated epithelium, composed of multiciliated cells (MCC). MCCs have many motile cilia on their surface. Each cilium is formed from a modified centriole, the basal body (BB). Cilia beat synchronously to generate directional fluid flows at their surface, which are essential for physiological mechanisms such as: the removal of pathogens from the respiratory tract and the transport of gametes along the genital tract. Mutations in genes necessary for the formation and function of cilia are responsible for familial syndromes causing respiratory tract infections and a high risk of infertility. This work addresses the multi-scale role of three conserved centriolar proteins (Lrrcc1, Ccdc61 and Odf2) in the ciliated epidermis of Xenopus. My work shows that Lrrcc1, Ccdc61 and Odf2 encode centriolar components essential for the anchoring of BBs to the apical membrane, their spacing, their coordinated polarization and the organization of the apical cytoskeleton. In addition, these defects cause a slower ciliary beating and an inefficient flow, leading to reduced embryonic survival in the presence of pathogens. In addition, I discuss the role of Odf2 in the establishment of MCCs spacing pattern. In the skin of Xenopus embryos, MCCs adopt a regular spacing pattern, probably important for the production of homogeneous flow. We show that Odf2, probably as an important centrosomal component for the organization of microtubules, is necessary for the regular spacing of MCCs.