Etude des rôles de la protéine MLF(Myelodysplasia/myeloid Leukemia Factor) au cours du développement et de l'hématopïèse chez Drosophila melanogaster

par Séverine Martin-Lanneree

Thèse de doctorat en Génétique humaine

Sous la direction de Anne Plessis.

Soutenue en 2005

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les mécanismes moléculaires de l'hématopoïèse sont remarquablement conservés de la mouche aux mammifères. On peut notamment citer l'intervention des facteurs de transcription à domaine Runt (RUNX1 chez les mammifères et Lozenge (LZ) chez la drosophile) et de la famille GATA (GATA-1 et GATA-2 chez les mammifères et Serpent (SRP) chez la drosophile). De même, les protéines MLF (Myelodysplasia/myeloid Leukemia Factor) sont conservées de la mouche à l'Homme. Le gène hMLF1 a été identifié dans des cas de leucémies aiguës myéloïdes (LAM) et est exprimé dans les progéniteurs hématopoïétiques. Son expression en culture de cellules favorise la différenciation monocytaire et inhibe la différenciation érythroïde, suggérant que cette protéine joue un rôle au cours de l'hématopoïèse normale. Les protéines MLF ne présentent aucune homologie avec des protéines déjà caractérisées ou des domaines permettant de prédire leur fonction moléculaire. Cependant, différentes données vont dans le sens d'un rôle des protéines MLF dans la régulation du cycle cellulaire. DMLF a été identifiée indépendamment par différents laboratoires. DMLF est notamment impliquée dans la suppression de la toxicité causée par les protéines à expansion poly-glutamine et elle fait partie d'un réseau d'interactions avec des protéines régulant la transcription et interagit ainsi avec des facteurs de transcription tels que Hunchback et DREF. Enfin, nous avons identifié dMLF comme un interacteur de dSU(FU), un régulateur négatif de la voie de signalisation Hedgehog. Afin de caractériser la fonction et les rôles de dMLF chez Drosophila melanogaster, différentes approches ont été menées en parallèle au cours de cette thèse. L'étude du profil d'expression de dmlf au cours du développement, ainsi que la localisation subcellulaire de la protéine dans différents tissus montre que dMLF est une protéine ubiquitaire, apportée maternellement. Elle est en général nucléaire et est localisée au niveau de nombreux sites de l'euchromatine sur les chromosomes polytènes suggérant un rôle transcriptionnel. Cependant, sa localisation subcellulaire peut varier dans certaines conditions, indiquant qu'elle peut être régulée. Les mutants de perte de fonction de dmlf obtenus au cours de cette thèse, présentent une forte létalité embryonnaire sans arrêt développemental à un stade particulier ni défauts phénotypiques évidents. Certains adultes émergent tout de même, avec seulement des phénotypes subtils, tels que des veines ectopiques au niveau des ailes et des macrochaetes crochues localisées postérieurement aux ocelles. Il est donc à l'heure actuelle, difficile de proposer une hypothèse quant à la cause de la létalité chez ces mutants. De plus, dMLF est présente à un fort niveau dans une lignée de cellules hématopoïétiques de la drosophile, les cellules à cristaux qui sont responsables du processus de mélanisation en cas d'infections ou de cicatrisation. Une étude du rôle de dMLF au cours de l'hématopoïèse a alors été entreprise. Ainsi, dMLF n'est ni nécessaire ni suffisante à la formation des cellules à cristaux. En revanche, les mutants dmlf présentent une hyperplasie des glandes de la lymphe (organe hématopoïétique de la larve) associée à une augmentation de la prolifération dans cet organe, suggérant que dMLF limite la prolifération des cellules hématopoïétiques. Enfin, l'expression de dmlf est induite par le facteur de transcription LZ, qui est nécessaire à la formation des cellules à cristaux. Ces résultats indiquent que dmlf pourrait alors être une cible transcriptionnelle du complexe SRP/LZ, à l'instar d'autres gènes exprimés dans les cellules à cristaux. Il sera alors intéressant d'étudier si le complexe GATA/RUNX1 peut également réguler la transcription du gène MLF1 au cours de l'hématopoïèse chez les mammifères. En conclusion, on peut émettre l'hypothèse que les protéines MLF sont des inhibiteurs du cycle cellulaire, notamment au cours de l'hématopoïèse et que la fusion NPM-hMLF1 pourrait agir comme un dominant négatif sur hMLF1, conduisant ainsi à l'apparition de LAM. Le rôle des protéines MLF dans l'hématopoïèse semble être conservé de la mouche à l'Homme validant ainsi l'utilisation de la drosophile comme système modèle pour comprendre le rôle de ces protéines.

  • Titre traduit

    Studies of dMLF protein's roles (Myelodysplasia/myeloid Leukaemia Factor) during development and hematopoiesis in Drosophila melanogaster


  • Résumé

    Molecular mechanisms underlying hematopoiesis are remarkably conserved from flies to mammals. We can notably cite transcription factors with Runt domain (RUNX1 in mammals and Lozenge (LZ) in drosophila) and from GATA family (GATA-1 and GATA-2 in mammals and Serpent (SRP) in drosophila). Likewise, MLF proteins (Myelodysplasia/myeloid Leukaemia Factor) are conserved from fly to human. The hMLF1 gene is expressed in hematopoietic progenitors and alteration in this gene was identified in some cases of acute myeloid leukaemia (AML). Its expression in cultured cells faveurs monocytic differentiation and inhibits erythroid differentiation, suggesting that this protein is involved in normal hematopoiesis. MLF proteins do not share homology with already known proteins or do not contain domains permitting to predict their molecular function. Nonetheless, different data suggest a role for MLF proteins in cell cycle regulation. DMLF was identified independently by different laboratories. DMLF is notably involved in suppression of toxicity caused by proteins with poly-glutamine expansion. Moreover, it is part of an interaction network with transcriptional regulators and interacts with the transcription factors Hunchback and DREF. Lastly, we identified dMLF as an interactor of dSU(FU), a negative regulator of the Hedgehog signalling pathway. In an attempt to characterize dMLF roles and functions in Drosophila melanogaster, different approachs were undertaken during my thesis. The expression pattern study of dmlf during development and the protein subcellular localization in different tissues show that dMLF is an ubiquitous protein, maternally deposited. It is generally nuclear and is localized over a lot of sites on polytenic chromosomes suggesting that it plays transcriptional role. However, its subcellular localization changes in some circumstances, indicating a potential regulation of it. Dmlf loss of function mutants obtained during my thesis, show a strong embryonic lethality without developmental arrest at a particular stage nor obvious phenotypically defects. However, some adults emerge, with only subtle phenotypes, as ectopic veins on wings and bent macrochaetes posteriorly to ocelli. It is then actually difficult to propose an hypothesis for the cause of lethality in these mutants. Moreover, dMLF is present at high level in an hematopoietic cell lineage in drosophila, the crystal cells that are responsible of the melanization process during infections or wound heeling. A study of dMLF role during hematopoiesis was initiated and has shown that dMLF is not necessary nor sufficient for crystal cells formation. On the other hand, dmlf mutants show an hyperplasia of lymph glands (larva hematopoietic organ) with an increased proliferation in this organ, suggesting that dMLF limits hematopoietic cells proliferation. Lastly, dmlf expression is induced by the transcription factor LZ that is necessary for the crystal cells formation. These results suggest that dmlf could be a transcriptional target of the SRP/LZ complex, like other genes expressed in crystal cells. It would be interesting to search if the GATA/RUNX1 complex can regulate MLF1 gene transcription during hematopoiesis in mammals too. To conclude, we can suggest that MLF proteins are cell cycle inhibitors, notably during hematopoiesis and that the NPM-hMLF1 fusion can act as dominant negative over hMLF1, leading to AML formation. MLF proteins role in hematopoiesis seems to be conserved from fly to human, validating so drosophila as a model system to understand these protein's roles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 165 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2005) 213
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