Importance des glycoconjugués périphériques dans la différenciation myogénique : Rôle particulier de l'Ω (2,6) sialylation

Importance of peripheral glycoconjugates in myogenic differentiation : Special role of the (α2,6) sialylation

• Auteur / Autrice : Amel Bouchatal
• Direction : Abderrahman Maftah, Paul-François Gallet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomique et génétique moléculaire
• Date : Soutenance le 08/04/2015
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Génétique Moléculaire Animale
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Petit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abderrahman Maftah, Paul-François Gallet, Jean-Michel Petit, Pascal Maire, Anne Harduin-Lepers, Yann Guérardel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Maire, Anne Harduin-Lepers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Estérification

Biologie du développement

Mots clés libres

Myogenèse

Glycosylation périphérique

Sialylation

C2C12

St6gal1

Myogenesis

Peripheral glycosylation

Sialylation

C2C12 cell line

St6gal1

Résumé

Le développement du muscle squelettique est un processus complexe très finement régulé, qui inclus des étapes de prolifération de cellules progénitrices appelées myoblastes et des étapes de différenciation pour former des myotubes multi nucléés. La glycosylation est la principale modification post-traductionnelle des protéines. Son rôle dans divers processus biologiques et pathologiques est largement documenté, mais les mécanismes intimes de son implication lors du processus myogénique restent mal élucidés. Nous avons pris comme modèle cellulaire la lignée myoblastique C2C12 car elle est capable de mimer in vitro les étapes de prolifération et de différenciation de la cellule musculaire. En utilisant différentes lectines, nous montrons un changement de la sialylation périphérique en α2-6 des glycoconjugués de surface de la cellule C2C12 durant la différenciation myoblastique. En complément, nous avons analysé les N-glycannes des glycoprotéines par spectrométrie de masse et mesuré les niveaux d’expression des gènes des α2-6 sialyl-transférases et neuraminidases. Tous les résultats obtenus confirment bien que la différenciation des cellules C2C12 est accompagnée d’une diminution du taux de sialylation des glycoconjugués. Pour mieux comprendre l’implication de la sialylation en α2-6 dans la myogenèse, nous avons réalisé une étude fonctionnelle sur des cellules C2C12 qui sous-expriment St6gal1 du fait de l’introduction d’un shRNA spécifique. Les clones obtenus présentent de plus forts index de fusion et génèrent un plus grand nombre de myotubes qui, de surcroit, sont de grande taille. Ce phénotype est probablement dû à un engagement accru des cellules de réserve en différenciation. En effet, les clones sous-exprimant St6gal1 contiennent une plus petite proportion de cellules Pax7+, c’est-à-dire de cellules de réserve maintenues dans un état de quiescence.Ainsi, nos résultats montrent l’importante implication de la sialylation périphérique en α2-6 au cours de la différenciation myogénique.

Skeletal muscle development is a complex process highly regulated and which includes proliferation then differentiation of progenitor cells or myoblasts into multi-nucleated myotubes. Glycosylation is the main post-translational modification of proteins. Its role in various biological and pathological processes is well documented, but the precise mechanisms of its involvement during myogenesis are still poorly understood.We have used the C2C12 myoblast as a model cell line since it is able to mimic in vitro the steps of muscle cell proliferation and differentiation. Using different lectins we showed a change in the peripheral α2-6 sialylation of the cell surface glycoconjugates, during C2C12 differentiation. Besides, we also analyzed by mass spectrometry the N-glycans carried by glycoproteins and measured the expression levels of α2-6 sialyl-transferases and neuraminidases genes. All the results confirm that C2C12 differentiation is accompanied by a decrease of glycoconjugates sialylation. To highlight the involvement of α2-6 sialylation in myogenesis, we performed a functional study of C2C12 cells knockdown for St6gal1 by a specific shRNA. The generated clones exhibit a higher fusion index and generate more elongated myotubes. This phenotype probably results from an increased commitment of reserve cell in differentiation. Indeed, the clones knockdown for St6gal1 contain a lower proportion of Pax7+ cells, i.e. of reserve cells maintained in a quiescent state. Thus, our results show the significant involvement of the peripheral α2-6 sialylation during myogenic differentiation.