Effets de la nutrition sur le contrôle de la croissance chez Drosophila melanogaster

par Julien Colombani

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Pierre Leopold.

Soutenue en 2004

à Nice .


  • Résumé

    Tous les organismes vivants croissent. Ils puisent dans leur environnement des substances nutritives, les ingèrent, et se développent. Mais la qualité nutritive de l'environnement peut varier, obligeant les organismes à percevoir et à répondre à ces variations. Ainsi, les levures, par exemple, règlent leur croissance en fonction de la disponibilité en nutriments dans le milieu extracellulaire, via un module de signalisation faisant intervenir la protéine kinase TOR. Ces mécanismes de régulation intrinsèques à la cellule sont remarquablement conservés au cours de l'évolution. De plus, chez les métazoaires, des circuits de régulations humorales, contrôlés par des molécules circulantes comme l'insuline ou les IGF permettent d'harmoniser le métabolisme et la croissance des tissus d'un organisme. Mes travaux de thèse effectués chez la drosophile étudient comment la croissance globale est contrôlée par le niveau des nutriments. Chez la drosophile, la taille de l'adulte ne varie pas et est déterminée par une période de croissance qui prend place au cours des stades larvaires. De fait, le développement de la larve de drosophile constitue un excellent modèle d'étude de la croissance. Le corps gras est un tissu endoréplicatif de la larve particulièrement sensible aux variations nutritionnelles. Ce tissu dispersé remplit des fonctions équivalentes à celles du foie des mammifères, comme le stockage des protéines, des glucides et des lipides, mais il a aussi des fonctions endocrines. Nos expériences démontrent que le corps gras agit comme un senseur qui orchestre la croissance des autres tissus en fonction des conditions nutritionnelles. L'inhibition de la voie de signalisation dTOR dans ce tissu en réponse à une carence en acides aminés est à l'origine d'un arrêt systémique de la croissance dans les tissus périphériques. Plusieurs molécules de type insuline/IGF, les Dilps (Drosophila insulin-like peptides) sont sécrétées par des cellules neurosécrétrices et agissent via dInr, l'unique récepteur à l'insuline chez la drosophile. La mise en carence nutritionnelle du corps gras induit une forte réduction de l'activité de la voie Dilp dans les tissus périphériques de la larve. Une possibilité est qu'en l'absence de nutriments, le corps gras cesse d'émettre un signal qui normalement potentialise la sécrétion et/ou l'activité des Dilps circulants. J'ai récemment identifié une molécule pouvant remplir ce rôle: il s'agit de l'orthologue chez la drosophile de la glycoprotéine ALS (acid-labile subunit). Chez les mammifères, ALS lie l'IGF-BP (binding protein) et l'IGF-I dans un complexe ternaire, ce qui entraîne une stabilisation de l'IGF-I circulant. Chez la drosophile, dALS pourrait avoir le même effet sur les Dilps. Le gène dALS est exprimé à des niveaux élevés dans le corps gras et son expression est abaissée par la carence nutritionnelle dans ce tissu. De façon remarquable, dALS est aussi exprimée dans les cellules neurosécrétrices exprimant les Dilps, renforçant l'hypothèse selon laquelle cette protéine joue le rôle de partenaire des Dilps circulants. Mes travaux permettent donc d'établir un nouveau modèle pour le contrôle de la croissance larvaire. Je démontre que la nutrition contrôle de façon systémique la croissance et la taille de l'organisme par un senseur des niveaux d'acides aminés opérant dans le corps gras. Je propose donc le modèle selon lequel, le senseur nutritionnel du corps gras est modulé par la voie de signalisation conservée dTOR, et que l'activation de ce senseur est relayée dans les tissus périphériques au travers d'un mécanisme humoral régulant la voie de signalisation Dilp/dInr.

  • Titre traduit

    ˜A œnutrient sensor mecanism controls drosophila growth


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Informations

  • Détails : 115 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 103-115. Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 04NICE4039
  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 04NICE4039bis
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