Mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à la diversité musculaire des pattes de drosophile

Cellular and Molecular Mechanisms Underlying Muscle Diversity in Drosophila Leg

• Auteur / Autrice : Dan Zhou
• Direction : Jonathan Enriquez
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : BMIC - Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IGFL - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Mots clés

Mots clés libres

Muscle

Diversité

Mécanisme

Muscle

Diversity

Mechanism

Résumé

La diversité des morphologies musculaires permet une grande variété de mouvements essentiels à la survie animale. Si le programme général de développement musculaire (comment les myoblastes produisent les muscles) a été largement étudié, les programmes spécifiques qui contrôlent la diversité musculaire multifibre (comment les myoblastes produisent des muscles uniques) restent inconnus. MORPHO vise à élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires qui contrôlent la diversité morphologique des muscles multifibres de la patte de drosophile au cours du développement. Nous émettons l'hypothèse qu'un programme musculaire spécialisé opère parallèlement au programme général de myogenèse pour générer diverses morphologies musculaires. MORPHO vise à déterminer le programme musculaire intrinsèque qui régit la spécification et la différenciation des myoblastes et le développement des muscles en types musculaires distincts. Le projet étudiera plus en détail si ce programme opère de manière cellulaire autonome ou en coordination avec d'autres tissus, comme l'épithélium sous-jacent, pour construire un système fonctionnel. Le projet est divisé en quatre objectifs (Obj) :  Obj1 : Identifier les réseaux génétiques intrinsèques de chaque lignée musculaire qui régulent les morphologies musculaires uniques, en utilisant le séquençage d'ARN monocellulaire/nucléaire (scRNA-seq/snRNA-seq) des myoblastes et du muscle, associé à une méthodologie innovante de transcriptomique spatiale 3D.  Obj2 : Suivre la lignée de chaque myoblaste et développer le muscle en combinant des outils informatiques et génétiques.  Obj3 : Définir la fonction des réseaux génétiques nouvellement identifiés lors de la spécification des myoblastes et de leur différenciation en muscles distincts, en utilisant les puissants outils génétiques disponibles chez la drosophile.  Obj4 : Déterminer si ces réseaux génétiques agissent de manière autonome ou sont régulés par des signaux extrinsèques provenant d'autres tissus, comme l'épithélium, en utilisant des outils génétiques.

The diversity of muscle morphologies enables a wide variety of movements essential for animal survival. While the general program of muscle development (how myoblasts produce muscles) has been extensively studied, the specific programs that control multifiber muscle diversity (how myoblasts produce unique muscles) remain unknown. MORPHO aims to unravel the molecular and cellular mechanisms that control the morphological diversity of multifiber muscles in the Drosophila leg during development. We hypothesize that a specialized muscle program operates in parallel with the general myogenesis program to generate diverse muscle morphologies. MORPHO aims to determine the intrinsic muscle program driving the specification and differentiation of myoblasts and developing muscles into distinct muscle types. The project will further investigate whether this program operates in a cell-autonomous manner or in coordination with other tissues, such as the subjacent epithelium, to build a functional system. The project is divided into four objectives (Obj):  Obj1: Identifying the intrinsic gene networks of each muscle lineage that regulate unique muscle morphologies, using Single-Cell/Nucleus RNA Sequencing (scRNA-seq/snRNA-seq) of myoblasts and muscle, coupled with an innovative 3D spatial transcriptomics methodology.  Obj2: Lineage tracing each myoblast and developing muscle by combining computational and genetic tools.  Obj3: Defining the function of newly identified gene networks during both the specification of myoblasts and their differentiation into distinct muscles by utilizing the powerful genetic toolkit available in Drosophila.  Obj4: Determining whether these gene networks act autonomously or are regulated by extrinsic signals from other tissues, such as the epithelium, by using genetic tools.