Evolution de l'oeil chez Astyanax mexicanus : contribution des régulations développementales précoces et d'origine maternelle

Evolution of the eye in Astyanax mexicanus : contribution of maternal and early developmental regulations

• Auteur / Autrice : Julien Leclercq
• Direction : Sylvie Rétaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 26/09/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Catherine Damerval
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Corinne Houart, Julien Bobe, Nicolas Rohner, Hector Escriva
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Corinne Houart, Julien Bobe

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hérédité maternelle

Séquençage des acides nucléiques

Poissons cavernicoles

Évolution (biologie)

Oeil

Mots clés libres

Effet maternel

Cis-Régulation

Poisson

Evo-Devo

Embryogénèse

RNA-Seq

Maternal effect

Cis-Regulation

Fish

Evo-Devo

Embryogenesis

RNA-Seq

Résumé

Nous nous intéressons aux variations développementales à l'origine de l'évolution morphologique et de l'adaptation des espèces à leur environnement. Pour cela, nous utilisons comme modèle le poisson Astyanax mexicanus, qui présente l'avantage de se présenter deux morphotypes interfertiles vivants dans des environnements très différents : les poissons de surfaces qui vivent dans les rivières d'Amérique centrale, et les poissons cavernicoles, aveugles et dépigmentés, vivant dans des grottes au nord du Mexique. Cette thèse a pour but d'étudier les variations développementales précoces à l'origine du défaut de développement des yeux chez les poissons cavernicoles.Dans un premier temps, nous avons réalisé une analyse RNA-seq chez des embryons de surface, cavernicoles et des hybrides réciproques en fin de gastrulation, pour étudier l'évolution de la régulation de l'expression des gènes à ce stade. Nos résultats nous ont permis d'identifier 108 gènes présentant une modification d'expression due à des changements au niveau de séquences cis-régulatrices. Parmi ces gènes, nous avons étudié la régulation de l'expression de rx3, un facteur de transcription responsable de la formation des yeux.Dans une autre étude, nous avons analysé par hybridation in situ les différences aux cours de la gastrulation entre les embryons cavernicoles et de surface. Nous avons mis en évidence un changement dans la vitesse de migration des cellules du mésoderme axial entre les deux morphotypes. L'analyse des hybrides réciproques a révélé un contrôle d'origine maternel de ce phénotype. Ensuite, l'analyse par RNA-seq du transcriptome maternel à révéler de nombreuses différences d'expression de gènes entre les deux morphotypes. Le travail en cours a pour but de mettre au point une technique de dégradation des ARNs par CRISPR-cas13d pour étudier fonctionnellement le rôle de certains gènes candidats maternels et zygotiques dans le développement de l'œil.

We are interested in understanding the developmental variations at the origin of morphological evolution and adaptation of species to their environment. For this, we use as a model the fish Astyanax mexicanus, which has the advantage of having two interfertile morphotypes living in very different environments: surface fish that live in the rivers of Central America, and cavefish, blind and depigmented, living in the dark caves in northern Mexico. This thesis aims to study the early developmental variations that cause the defective eye development in cavefish.First, we analyzed the transcriptome of surface, cave and reciprocal hybrids embryos at the end of gastrulation, to study the evolution gene expression regulation at this stage. Our results allowed us to identify 108 genes with expression changes due to modification in cis-regulatory sequences. Among these genes, we studied the regulation of rx3 expression, a transcription factor responsible for eye formation.In another study, we analyzed by in situ hybridization the differences during gastrulation between cave and surface embryos. We highlighted a change in the migration rate of axial mesoderm cells between the two morphotypes. Analysis of reciprocal hybrids revealed maternal control of this phenotype. Next, RNA-seq analysis of the maternal transcriptome revealed many differences in gene expression between the two morphotypes. The current work aims to develop a technique for the degradation of RNAs by CRISPR-cas13d to functionally study the role of identified maternal and zygotic candidate genes in the development of the eye.