Etude de l'implication de RLIP dans les mouvements morphogénétiques de la gastrulation chez Xénopus laevis

par Nathalie Houssin

Thèse de doctorat en Biologie du développement

Sous la direction de Jacques Moreau.

Soutenue en 2010

à Paris 7 .


  • Résumé

    Le laboratoire dans lequel j'ai effectué mon doctorat s'intéresse à la gastrulation, une étape clé du développement embryonnaire permettant l'apparition et la mise en place d'un troisième feuillet, embryonnaire, le mésoderme. Celui-ci est induit et différencié grâce à plusieurs signaux extracellulaires agissant de concert à travers différentes voies de transduction. Parallèlement, les premiers mouvements morphogénétiques remaniant la forme de l'embryon se produisent également sous l'influence de signaux extracellulaires. Le FGF (Fibroblast Growth Factor), un des facteurs impliqués dans la gastrulation, participe à différents aspects de cette étape comme la morphogenèse, la différenciation, la prolifération ou la migration cellulaire selon la voie de transduction de son signal activée. Nous avons démontré qu'une de ses voies, la voie FGF/Ras/RalGDS agit sur la régulation de la dynamique du cytosquelette actine par l'intermédiaire de la protéine RLIP qui est un effecteur de la petite G protéine, Rai B. RLIP ou Rai Interacting Protein (aussi connue sous le nom de Rai Binding Protein-1 (RalBP-1)), est une protéine multifonctionnelle de 655 acides aminés qui est exprimée de façon ubiquitaire dans l'embryon et, est recrutée à la membrane grâce à un domaine de liaison, avec la petite G protéine Rai. Des travaux ont montré que RLIP est impliquée par certains de ses domaines (domaines de liaison à \j2 et Reps) dans l'endocytose. Nous avons précédemment démontré que RLIP,par son domaine à activité GTPasique est également impliquée dans la régulation du cytosquelette actine via la protéine Cdc42 (Boissel, Houssin et al. 2007). La morphologie cellulaire et certains mécanismes (endocytose, migration) dépendent du remodelage du cytosquelette actine. Ceci suggère donc une participation de RLIP dans les mécanismes de migration cellulaire lors de la gastrulation. La déplétion des embryons Xenopus laevis en RLIP par une approche de type morpholino provoque un arrêt de développement en début de gastrulation suggérant une perturbation des mouvements morphogénétiques. Sur explants de mésoderme, les cellules déplétées en RLIP s'arrondissent et perdent leurs contacts cellulaires suggérant une perturbation du cytosquelette d'actine et /ou une modification des molécules d'adhésion (cadhérines, intégrines) conduisant à une perte d'adhésion intercellulaire. La surexpression de mutants de délétion de la protéine RLIP a permis l'étude des propriétés du domaine N terminal de RLIP sur le comportement migratoire des cellules du mésendoderme. J'ai ainsi caractérisé le domaine de RLIP impliqué dans la régulation des mouvements migratoires, toutefois la délétion de ce domaine ne conduit pas à un blocage direct de la capacité migratoire des cellules. La surexpression de RLIP calottes animales conduit à une dérégulation du mouvement de convergence extension alors que sa déplétion reproduit le phénotype obtenu en expiant. Les tests d'adhérence des cellules mésodermiques isolées, déplétées en RLIP, indiquent une baisse de leur capacité d'adhésion. Ainsi RLIP est impliquée, par son domaine N-terminal, dans le comportement migratoire des cellules mésodermiques lors de la gastrulation. Sa fonction serait liée au contrôle de la dynamique de l'actine dans le maintien de la forme cellulaire. D'autre part, l'expression des C-Cadhérines serait dépendante de RLIP.

  • Titre traduit

    Involvement of RLIP in morphogenetic movements during gastrulation in Xenopus Laevis


  • Résumé

    The laboratory where I conducted my PhD is interested in gastrulation, a key stage of the embryonic development, allowing the emergence and establishment of a third layer, the mesoderm. Several extracellular signals act in concert through different transduction pathways to induce the differentiation of this germ layer. Meanwhile, the first morphogenetic movements leading to significant shape's remodeling of the embryo also occur under the influence of extracellular signals. FGF (Fibroblast Growth Factor), one of the factors involved in gastrulation, is involved in various aspects of this step as morphogenesis, differentiation, proliferation or cell migration by means of its signal transduction activated. We demonstrated that one of his pathways, the FGF/Ras/RalGDS acts on the regulation of actin cytoskeleton dynamics through RLIP protein,an effector of the small G protein, Rai B. During my thesis, I focused on RLIP or Rai Interacting Protein (also known as Rai Binding Protein-1 (RalBP-1)), a multifunctional protein of 655 amino acids that is expressed ubiquitously in the embryo and is recruited to the membrane through a binding domain, with the small G protein Rai. Studies have shown that RLIP is implied by its fields at the ends (|n2- and Reps binding domain) in endocytosis. The previous work of the laboratory (Boissel, Houssin et al. 2007), showed that RLIP, via its GTPase activity domain, is also involved in regulating the actin cytoskeleton via the protein Cdc42. This actin remodeling permits, among other things, change the cell structure, as in the formation of filopodia or lamellipodia, but also to participate in the integration of endocytic vesicles during intracellular trafficking. This result suggests the involvement of RLIP in the mechanisms of cell migration during gastrulation. Through a morpholino-type approach, I showed that depletion of Xenopus embryos in RLIP causes an arrest of development in early gastrulation suggesting a disruption of morphogenetic movements. On mesoderm explants, cells depleted RLIP become rounded and lose their cell contacts suggesting a disruption of the actin cytoskeleton and / or modification of adhesion molecules (cadherins, integrins) leads to a loss of intercellular adhesion. Overexpression of deletion mutants of the protein RLIP allows us to study the properties of RLIP's N-terminal domain on the migratory behavior of mesendodermal cells. I have thus characterized the field RLIP involved in the regulation of migration. However, deletion of this domain does not inhibit completely the migratory ability of cells but rather disrupts demonstrating its necessity. To determine if other morphogenetic movements are disturbed by the absence of the protein, I tested its involvement in the process of convergence extension (tests on animal caps) and found that overexpression of RLIP leads to deregulatfon of this movement. Animal cap cells not expressing RLIP take a spherical shape and are no longer sticky which again suggests a disturbance either in the actin cytoskeleton either in molecules adhesion. The adhesion tests of mesodermal cells isolated either on fibronectin or cadherin show a decrease of adhesion capacity when they no longer express RLIP. Thus, RLIP participates in the migratory behavior of mesodermal cells during gastrulation. Its function is linked to control the dynamics of actin in maintaining cell shape. Besides, my recent studies suggest that the expression of C-cadherin at the plasma membrane is dependent on RLIP.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (129 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 145 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 (2010) 174
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