Étude de la polarisation et de la division asymétrique de l’ovocyte de souris

par Benoit Dehapiot

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Guillaume Halet.

Soutenue le 27-05-2014

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (PRES) , Institut de Génétique et Développement de Rennes (UMR 6290) (laboratoire) et de Institut de Génétique et Développement de Rennes / IGDR (laboratoire) .


  • Résumé

    La méiose ovocytaire comprend une succession de deux divisions cellulaires, sans phase intermédiaire de réplication de l'ADN, permettant l'haploïdisation du gamète femelle en vue de la fusion des génomes parentaux lors de la fécondation. Le caractère fortement asymétrique de ces divisions permet l'expulsion du matériel génétique surnuméraire, dans de petits globules polaires, tout en conservant l'essentiel des ressources cytoplasmiques qui seront nécessaires au développement précoce de l'embryon. De nombreuses études réalisées sur l'ovocyte de souris ont mis en évidence les capacités intrinsèques du gamète à rompre sa symétrie en positionnant son fuseau de manière excentrée à proximité du cortex. En se positionnant de la sorte le fuseau induit, via un gradient de Ran-GTP porté par les chromosomes, une polarisation du cortex ovocytaire qui permettra de restreindre le site d'émission des futurs globules polaires. Cette polarisation se caractérise notamment par une forte accumulation de filaments d'actines dépendante du facteur de nucléation Arp2/3. Nos travaux nous ont permis de mettre en évidence le rôle de Cdc42-GTP, via l'activation de N-WASP, comme intermédiaire entre le gradient de Ran-GTP et la polymérisation polarisée des filaments d'actine. Nous nous sommes également intéressés à la localisation des protéines ERM (Ezrin Radixin Moesin), connues pour favoriser la formation des microvillosités membranaires. Dans l'ovocyte, les microvillosités et les ERM sont toutes deux exclues du cortex polarisé et nous avons pu démontrer le rôle de Ran-GTP dans ce processus. Enfin, nous avons étudié la localisation du réseau d'acto-myosine cortical lors de la deuxième division méiotique qui nécessite la rotation du fuseau de l'ovocyte de souris. Nos résultats révèlent l'existence de deux sous-populations de myosine 2 corticale, l'une dépendante de la chromatine (Ran-GTP/Cdc42-GTP) et l'autre dépendante du fuseau central (Ect2/RhoA).

  • Titre traduit

    Polarization and asymmetric division in mouse oocyte


  • Résumé

    Oocyte meiosis is accomplished through two successive rounds of cellular divisions, without DNA replication, allowing for gamete haploidization necessary for parental genome fusion after fertilization. These divisions are highly asymmetric and allow extra-DNA expulsion, in small polar bodies, while retaining most of the cytoplasmic resources needed for early embryo development. Studies in mouse oocyte have demonstrated the capabilities of the gamete to autonomously break his symmetry by positioning the spindle near the cortex. By doing so, the spindle is able to induce a cortical polarization that is dependent on a Ran-GTP gradient emanating from the chromosomes. This polarization will be necessary for delimiting extrusion sites of the future polar bodies. A polarized accumulation of Arp2/3 actin filaments is one of the most evident features of oocyte polarization. We have shown that polarization of Cdc42-GTP, trough N-WASP activation, is an essential intermediate between Ran-GTP and the polarized polymerization of actin filaments. We also investigated ERM (Ezrin Radixin Moesin) proteins localization that are known to promote microvilli assembly. According to our data, microvilli and ERM are excluded from the polarized cortex in a Ran-GTP dependent manner. Finally, we studied cortical acto-myosin dynamics during the second meiotic division which requires spindle rotation. We demonstrated the existence of two cortical myosin 2 sub-populations which depend either on chromosomes (Ran-GTP/Cdc42-GTP) or on the central spindle (Ect2/RhoA).


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