Etude par mRNA differential display de l'enkystement et de la vie kystique du cilié Sterkiella histriomuscorum : caractérisation d'une Ca++-ATPase et implication de l'ion calcium dans la signalisation du dékystement

par Rachel Lescasse

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Roland Perasso.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Le cycle d'enkystement-dékystement du cilié Sterkiella histriomuscorum, induit par l'absence de nourriture, constitue un excellent modèle unicellulaire eacaryote de différenciation cellulaire. En effet, l'enkystement correspond à une phase de profonde dédifférenciation cellulaire. La recherche des gènes exprimés de façon différentielle au cours de l'enkystement et de la vie kystique a été effectuée par mRNA differential display. Ce travail a montré que l'enkystement et la maturation du kyste sont associés à l'accumulation de transcrits, suggérant leur implication intérieure lors du dékystement. Parmi quatre gènes caractérisés, l'un code une Ca++-ATPase de la famille IIB. Ces protéines, impliquées dans le contrôle de l'homéostasie calcique, peuvent être localisées dans la membrane plasmique ou dans celle de compartiments intracellulaires stockant les ions calcium. Un anticorps spécifique de cette protéine est en cours de réalisation, ce qui permettra de déterminer sa localisation cellulaire. La fonction de cette protéine a été abordée, via la complémentation fonctionnelle de différents mutants de levure. Nous avons montré qu'une augmentation artificielle de la concentration calcique intracellulaire dans des kystes induit le processus du dékystement en absence de tout stimulus naturel, ce qui suggère fortement une implication de l'ion calcium comme second messager lors du dékystement. Les essais préliminaires permettent la visualisation d'éventuels flux calciques lors du dékystement au moyen d'une sonde fluorescente sont décrits. Par analogie avec la fécondation chez les pluricellulaires, un modèle des mécanismes mis en oeuvre lors de la sortie de dormance chez les unicellulaires est proposé. Par ailleurs, une compilation des gènes de S. Histriomuscorum (dont les quatre caractérisés au cours de cette étude) nous permet d'apporter des données nouvelles sur la structure des gènes macronucléaires et l'organisation génomique en mini-chromosomes de cet organisme.


  • Résumé

    The encystment-excystment cycle of the ciliate Sterkiella histriomuscorum, triggered by food depletion, provides a good model to study cell differentiation within a single cell. Indeed, during encystment, extensive morphological changes occur leading to a highly dedifferentiated, encysted cell. The search for differentially expressed genes during the encystment and the cystic life has been undertaken by mRNM differential display. This study showed that encystement and cyst maturation are associated with the accumulation of a pool of transcripts, probably translated latter during the excystment. Among those genes, one encodes a type IIB Ca++-ATPase. These proteins, implied in the calcium homeostasis control, can be located in the plasma membrane or in intracellular organelles that sequester calcium. Specific antibody against this protein and complementation of differents yeast mutants, currently investigated, will help us to determine the precise cellular location and function of this Ca++-ATPase. We have also demonstrated that an artificial increase in the intracellular calcium concentration within cysts induces the excystment process, even in the absence of any natural stimuli, strongly suggesting an implication of calcium ions as second messenger during excystment. Preliminary experiments allowing the visualization of a transitory increase in the cytosolic calcium concentration using a fluorescent dye are described. We finally propose a model concerning the mecanisms triggering dormancy exit in unicellular organisms, based on what happens during pluricellular organisms fertilization. Besides, a compilation of many S. Histriomuscorum genes, in addition to the 4 recently caracterized, increases our knowledge on macronuclear genes structure and chromosomal DNA genomic organization in this organism.

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Informations

  • Détails : 177 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.156-177.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)68
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