Le programme ciliogénique biaise l'organisation centrosomale pour permettre la division asymétrique

The ciliogenic program biases centrosomal organization to enable asymmetric division in vertebrate neural progenitors

• Auteur / Autrice : Bojana Delic
• Direction : Xavier Morin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie de l'École normale supérieure (Paris ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Division cellulaire et neurogenèse
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)

Mots clés

Mots clés libres

Neurogenèse

La division cellulaire asymétrique

Les satellites centriolaires

Le destin cellulaire

Notch

Neurogenesis

Asymmetric cell division

Centriolar satellites

Cell fate

Notch

Résumé

La division asymétrique des cellules progénitrices est cruciale pour une neurogenèse prolongée au cours du développement du système nerveux chez les vertébrés. Il a été démontré que l'héritage de centrosomes d'âges différents (CTR) est lié à la décision asymétrique du destin cellulaire. Les satellites centriolaires, enrichis au niveau des "jeunes" CTR nouvellement dupliqués, sont des points d'ancrage pour le régulateur Notch Mindbomb1 (Mib1), médiant son héritage préférentiel par le futur neurone après la division, conduisant ainsi à une activité Notch différentielle et à l'acquisition d'un destin. Ce projet vise à étudier la base moléculaire de l'asymétrie des satellites centriolaires et son importance pour l'acquisition du destin neuronal. Contrairement aux lignées cellulaires où ils ont été décrits comme un nuage amorphe de protéines entourant la CTR, les satellites centriolaires PCM1-positifs sont fortement enrichis au niveau du centriole fille dans les progéniteurs neuronaux vertébrés. De façon surprenante, ils ne semblent pas dépendre du transport actif pour être recrutés, mais plutôt d'une combinaison d'agrégation (par séparation de phase liquide-liquide) et d'interaction directe avec les centrioles. Nos données récentes suggèrent que la protéine anti-ciliation Cp110, activement exclue du centriole mère, est nécessaire pour ancrer PCM1 (et Mib1) au centriole fille. Le déplacement du centrosome Cp110 a fortement réduit l'asymétrie de PCM1 (et Mib1) et a entravé la différenciation neuronale. Ceci met en évidence la capacité du programme ciliogénique à polariser l'organisation centrosomale, créant ainsi les conditions pour instruire les destins cellulaires asymétriques.

The asymmetric division of progenitor cells is crucial for prolonged neurogenesis during nervous system development in vertebrates. The inheritance of differently aged centrosomes (CTR) was shown to be related to asymmetric cell fate decision. Centriolar satellites, enriched at the “young” newly-duplicated CTR, are anchoring points for the Notch regulator Mindbomb1 (Mib1), mediating its preferential inheritance by the prospective neuron following division, therefore driving differential Notch activity and fate acquisition. This project aims to investigate the molecular basis of centriolar satellite asymmetry and its importance for neural fate acquisition. Contrary to cell lines where they have been described as an amorphous cloud of proteins surrounding the CTR, PCM1-positive centriolar satellites are strongly enriched at the daughter centriole in vertebrate neural progenitors. Surprisingly, they do not appear to rely on active transport to be recruited but rather on a combination of aggregation (through liquid-liquid phase separation) and direct interaction with the centrioles. Our recent data suggest that the anti-ciliation protein Cp110, actively excluded from the mother centriole, is required to anchor PCM1 (and Mib1) to the daughter centriole. Cp110 centrosomal displacement strongly reduced PCM1 (and Mib1) asymmetry and impaired neuronal differentiation. This highlights the ability of the ciliogenic program to polarize centrosomal organization, creating the conditions to instruct asymmetric cell fates.