Seuil critique d'hétéroplasmie d'une mutation mitochondriale chez Drosophila subobscura : contrôle nucléaire et mécanismes de compensation biochimiques

par Géraldine Farge

Thèse de doctorat en Physiologie et génétique moléculaires

Sous la direction de Serge Alziari.

Soutenue en 2003

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Critical heteroplasmy threshold of a mitochondrial mutation in Drosophila subobscura : nuclear control and biochemical compensatory mechanisms


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    La souche mutante de D. Subobscura se caractérise par une délétion d'environ 5 kb de son génome mitochondrial qui touche 80% des molécules d'ADNmt. Ce taux d'hétéroplasmie de 80% est stable et transmis de génération en génération. L'objectif de ce travail a été d'étudier les processus impliqués dans le contrôle de la stabilité du taux d'hétéroplasmie ainsi que les mécanismes qui permettent de compenser la délétion, contribuant à l'apparente innocuité de cette mutation. Le remplacement par "backcross" du génome nucléaire mutant par le génome nucléaire sauvage conduit à une diminution progressive du taux d'hétéroplasmie de 80% à 30% en 50 générations. Cette baisse du pourcentage d'hétéroplasmie s'effectue de manière biphasique : à une chute rapide du taux d'hétéroplasmie (5% par génération jusqu'aux générations 6-8) succède une phase de diminution moins marquée (0,5 à 0,6% par génération). Le retour à un contexte nucléaire mutant entraîne une augmentation rapide et homogène de la représentation des génomes mutés, qui atteint en 5 à 6 générations la valeur maximale (80%) obervée dans la population mutante initiale. L'ensemble de ces résultats suggère l'implication du génome nucléaire dans le contrôle du taux d'hétéroplasmie. La perte importante de gènes codant pour des sous-unités des complexes respiratoires I et III causée par la délétion provoque une diminution de la quantité des protéines constitutives de ces complexes respiratoires associée à une réduction de leurs activités enzymatiques (respectivement 50 et 30 %). Toutefois, cette baisse d'activité enzymatique ne semble pas avoir d'incidence sur les capacités de synthèse d'ATP. La titration du complexe I par un inhibiteur spécifique (roténone) montre que, contrairement à la souche sauvage pour laquelle une forte inhibition (70%) de l'activité du complexe I est nécessaire pour induire une chute de la synthèse d'ATP et de la respiration, chez la souche mutante une faible diminution de l'activité du complexe I est suffisante pour induire des modifications identiques. Le taux d'hétéroplasmie de 80% constituerait donc une limite maximale au-delà de laquelle les paramètres bioénergétiques s'effondreraient. La titration du complexe III par l'antimycine montre que, dès que l'activité du complexe III est inhibée de 20%, la respiration et la synrhèse d'ATP sont affectées, aussi bien chez la souche mutante que chez la souche sauvage. Ce complexe pourrait donc constituer l'une des étapes limitantes des phosphorylations oxydatives. De plus, nous mettons en évidence l'existence d'une différence qualitative du complexe III de la souche mutante, qui conduit à une apparente "amélioration" des capacités enzymatiques de ce complexe respiratoire. Nous suggérons que cette modification puisse constituer une des adaptations évolutives développées par D. Subobscura afin de pallier les conséquences dues à l'altération de son génome mitochondrial

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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.131-157

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
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