Suivi du destin des cellules au cours de la régénération des membres

Tracking cell fates during limb regeneration

• Auteur / Autrice : Bahadır Çağrı Çevrim
• Direction : Michalis Averof
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 22/02/2021
• 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 : École normale supérieure de Lyon (Lyon ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (Lyon ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Balavoine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michalis Averof, Guillaume Balavoine, Enrique Amaya, Mansi Srivastava, Angelika Stollewerk
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Enrique Amaya, Mansi Srivastava

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régénération (biologie)

Mots clés libres

Régénération

Imagerie en direct

Suivi du lignage

Regeneration

Live imaging

Lineage tracking

Résumé

La capacité de régénérer les parties du corps perdues est partagée par de nombreux animaux. Même si les scientifiques s'intéressent à ce processus depuis très longtemps, nos connaissances sur la régénération, même pour certains des sujets très basiques, sont très limitées. À l'exception du poisson zèbre, les organismes modèles génétiques établis (mouches, nématodes, et mammifères) ont des capacités de régénération très limitées. Au cours de mon projet de thèse, j'ai utilisé l'organisme modèle émergent Parhyale hawaiensis et me suis concentré sur leurs organes sensoriels périphériques (sensilles), pour explorer deux questions fondamentales de la régénération d'organes complexes: premièrement, à quel point la régénération est-elle fidèle à la restauration de ces organes? Et deuxièmement, quels sont les progéniteurs cellulaires de les sensilles lors de la régénération des membres et quel est leur potentiel de développement? La comparaison de les sensilles des jambes régénérées et non amputées de Parhyale a révélé que la diversité, la distribution et la fonction de les sensilles sont fidèlement restaurées lors de la régénération. Ensuite, je me suis concentré sur l'identification des progéniteurs des cellules de les sensilles pendant la régénération. J'ai amélioré une technique existante d'imagerie en direct et de suivi cellulaire de la régénération des membres, et je l'ai étendue pour enregistrer tout le cours de la régénération. Pour identifier les cellules de les sensilles dans ces enregistrements, j'ai essayé de générer des animaux rapporteurs spécifiques au type de cellule, d'abord en insérant un rapporteur dans des gènes marqueurs putatifs à l'aide de CRISPR, puis en générant des rapporteurs d'élément de régulation cis. Comme aucune de ces approches n'était fructueuse, j'ai développé une méthode pour identifier le destin des cellules dans le membre en régénération via des immunomarquages. Il s'agit d'une technique prometteuse pour identifier les progéniteurs de différents types de cellules dans les membres en régénération.

The ability to regenerate lost body parts is shared by many animals. Although scientistshave been interested in regeneration for a long time, our knowledge of this processremains very limited. With the exception of zebrafish, established genetic modelorganisms (flies, nematodes, and mammals) have very limited regenerative abilities.During my thesis project, I used the emerging model organism Parhyale hawaiensisand focused on their peripheral sensory organs (sensilla), to explore two fundamentalquestions of complex organ regeneration: first, how faithful is regeneration in restoringthese organs? And second, which are the cellular progenitors of the sensilla duringlimb regeneration, and what is their developmental potential?The comparison of the sensilla of regenerated and non-amputated legs ofParhyale revealed that the diversity, distribution, and function of the sensilla arefaithfully restored during regeneration. Next, I focused on identifying the progenitors ofsensilla cells during regeneration. I improved an existing live imaging and cell trackingtechnique of limb regeneration and extended it to record the entire course ofregeneration. To identify the sensilla cells in these recordings, I tried to generate celltype-specific reporter animals, first by inserting a reporter into putative marker genesusing CRISPR, then by generating cis-regulatory element reporters. As neither of theseapproaches was fruitful, I developed a method to identify cell fates in the regeneratinglimb via antibody stainings. This is a promising technique to identify the progenitors ofdifferent cell types in regenerating limbs.