Sensibilité environnementale du réseau de développement de la vulve de C. elegans

par Stéphanie Grimbert

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Christian Braendle.

Soutenue le 10-04-2014

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) , en partenariat avec Institut de biologie Valrose (laboratoire) .

Le président du jury était Franck Delaunay.

Le jury était composé de Christian Braendle, Franck Delaunay, Adrian Streit, Jonathan Ewbank, Marie Delattre.

Les rapporteurs étaient Adrian Streit, Jonathan Ewbank.


  • Résumé

    Comprendre comment les facteurs génétiques et environnementaux interagissent au cours du développement est une question fondamentale en biologie. Je me suis intéressée à cette question en utilisant le réseau de développement de la vulve du nématode C. elegans comme système modèle. L’objectif de mon projet était une étude quantitative de la modulation par l’environnement des voies de signalisation impliquées dans ce processus telles que, Ras, Delta-Notch et Wnt. J’ai tout d’abord analysé comment un facteur environnemental spécifique (la carence nutritionnelle) modifie les activités et les interactions entre les voies de signalisation sous-jacentes au développement vulvaire chez C. elegans. J’ai ainsi mis en évidence que l’augmentation de l’induction vulvaire par la carence passe par une augmentation de l’activité de la voie Ras et est indépendante de la voie Wnt. Cet effet de l’environnement est assuré par la détection de la diminution de l’apport en nutriments, probablement par l’action de la voie TOR, et affecte l’induction vulvaire en parallèle ou en amont du récepteur à l’EGF. J’ai ensuite examiné la sensibilité environnementale du système de développement de la vulve de Caenorhabditis dans une perspective évolutive et ce, grâce à l'analyse comparative de différents isolats. J’ai pu observer que l’exposition à des températures extrêmes induit des variants et des défauts de manière fortement dépendante de la souche et de l’espèce. L’occurrence de certains défauts développementaux induits par la température révèlent en outre que certaines cellules précurseurs de la vulve et les voies de signalisation associées présentent une sensibilité environnementale différente.

  • Titre traduit

    Environmental sensitivity of the C. elegans vulval signalling network


  • Résumé

    How genetic and environmental factors interact during development is a key question in current biology, yet little is known about how molecular and cellular processes integrate environmental information. In my PhD research I aimed to address this problem using the network of C. elegans vulval signalling pathways as a model system. The principal objective of my project was to quantitatively examine how involved major signalling pathways, EGF-Ras-MAPK, Wnt and Delta-Notch, are modulated by specific environmental signals. First, I analysed how a specific environmental factor (starvation) alters activities and interplay of signalling pathways underlying C. elegans vulval cell fate patterning. I found that starvation consistently increased vulval induction through upregulation of the EGF-Ras-MAPK pathway activity independent of the Wnt pathway. This environmental effect is mediated by internal sensing of nutrient deprivation, likely acting through the TOR pathway, and affects vulval induction at the level or upstream of the EGF receptor. Second, I examined the environmental sensitivity of the Caenorhabditis vulval developmental system from an evolutionary perspective through comparative analysis of different C. elegans and C. briggsae isolates. I found that extreme temperature induced diverse developmental variants and defects, which were strongly genotype- and species-dependent. The occurrence of certain developmental defects induced by temperature extremes further revealed that vulval precursor cells and associated fates differ in temperature sensitivity, and this cell-specific sensitivity shows evolutionary variation.


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