Régulation traductionnelle en réponse à la fécondation et en conditions perturbées dans l’embryon d’oursin

par Vlad Costache

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Julia Morales.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    La traduction est une étape critique de la régulation de l'expression des gènes. Chez l'oursin, la fécondation induit une augmentation de la synthèse protéique, qui dépend essentiellement de la traduction d'ARN messagers maternels et qui est indispensable au déroulement des cycles cellulaires embryonnaires. Dans le cadre de cette thèse, le contrôle de la traduction a été étudié chez l'oursin dans deux situations : le contexte physiologique de la fécondation et le contexte de l'induction de l'apoptose. L'une des étapes limitantes de la traduction est l'initiation, qui fait intervenir le facteur d'initiation eIF2, responsable de l'apport de la méthionine initiatrice au niveau du ribosome. Lorsque la sous-unité α d'eIF2 est phosphorylée, la synthèse protéique globale est inhibée et la traduction sélective d'ARNm est stimulée. Dans les ovules non fécondés d'oursin, eIF2α est physiologiquement phosphorylé et la fécondation provoque sa déphosphorylation. En microinjectant dans les ovules un variant d'eIF2α mimant l'état phosphorylé, nous avons montré que la déphosphorylation d'eIF2α est nécessaire pour la première division mitotique chez l'oursin. Nous nous sommes intéressés au lien entre la phosphorylation d'eIF2α et l'induction de l'apoptose chez l'oursin. La traduction d'ARNm codant pour des protéines pro- ou anti- apoptotiques influence directement la survie des cellules. Le traitement au MMS provoque la phosphorylation d'eIF2α par la kinase GCN2, et induit ainsi l'apoptose dans les embryons. En fin, dans le but d'étudier comment la machinerie traductionnelle module le recrutement polysomal, nous avons analysé le traductome en réponse à la fécondation et après le traitement au MMS, par une approche de séquençage à haut-débit. L'analyse des transcrits nous permettra d'appréhender le réseau des gènes régulés au niveau traductionnel lors de la fécondation et de l'induction de l'apoptose dans les embryons d'oursin.

  • Titre traduit

    Translational control in response to fertilization and disturbed conditions in the sea urchin embryo


  • Résumé

    Translation is a critical step in gene expression regulation. In sea urchin embryos, fertilization induces an increase in protein synthesis, which depends mainly on the translation of maternal messenger RNAs. This protein synthesis is essential for the first cell cycles. In this thesis, translational regulation in sea urchin embryos was studied in two situations: the physiological context of fertilization and the context of apoptosis induction. Initiation is one of the limiting steps of translation. In this context, the initiation factor eIF2 plays a key role. EIF2 is responsible for bringing the initiator methionine to the ribosome. When the α subunit of eIF2 is phosphorylated, global protein synthesis is inhibited and the selective translation of certain mRNAs is stimulated. In the sea urchin unfertilized eggs, eIF2α is physiologically phosphorylated and fertilization induces its dephosphorylation. By microinjecting a variant mimicking the phosphorylated state of eIF2α into the unfertilized eggs, we showed that dephosphorylation of eIF2α is required for the first mitotic division in the sea urchin. We were interested in the relationship between the phosphorylation of eIF2α and induction of apoptosis in the sea urchin. Indeed, the translation of mRNAs encoding proteins pro- or anti-apoptotic directly influences cell survival. Exposing embryos to MMS, a DNA-damaging agent, causes phosphorylation of eIF2α and apoptosis activation. We found GCN2 kinase involved in the phosphorylation of eIF2α in this situation. Finally, we analyzed the translatome in response to fertilization and after exposure to MMS. We conducted deep sequencing of transcripts that are present in polysomes. Analysis of these transcripts, following annotation, will allow a better understanding of the genes regulatory network at the translational level during fertilization and the induction of apoptosis in sea urchin embryos.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (V-146-25 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 131-144

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/162
  • Bibliothèque : Station biologique. Service de documentation scientifique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M-250512001
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