Generation and characterization of a dmdegfp reporter mouse as a tool to investigate dystrophin expression

par Mina Petkova

Thèse de doctorat en Complexité du Vivant

Sous la direction de Helge Amthor et de Markus Schülke-Gerstenfeld.

Soutenue le 05-02-2016

à Paris 6 en cotutelle avec Freie Universität (Berlin). Fachbereich Biologie , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (laboratoire) .

Le jury était composé de Volker Straub, Ketan Patel, Gillian Butler-Browne, Sigmar Stricker, Anne-Marie Hofmann.

  • Titre traduit

    Génération et caractérisation d'une souris rapportrice DmdEGFP pour l'étude de l'expression de la dystrophine


  • Résumé

    La dystrophine est une protéine cytoplasmique qui lie physiquement le cytosquelette à la matrice extracellulaire par le biais du complexe dystrophine-protéines associées (DAPC), assurant ainsi la stabilité du sarcolemme. Des mutations dans le gène DMD codant pour la dystrophine, conduisant à l’absence de la protéine, sont à l’origine de la dystrophie musculaire de Duchenne qui est une maladie liée au chromosome X. Pour mes travaux de thèse, j’ai généré et caractérisé un nouveau modèle de souris transgéniques rapportrices, dénommé DmdEGFP, qui exprime une protéine dystrophine endogène fusionnée avec la protéine fluorescente EGFP. La protéine dystrophine est liée dans sa région C-terminale qui est présente dans la majorité des isoformes. Dans le modèle, une expression forte et naturelle de l’EGFP était observée dans les muscles squelettiques, lisses, le cœur, le cerveau et l’œil, ce qui suggère un étiquetage correct de tous les isoformes de la dystrophine. La fluorescence de l’EGFP co-localisait exactement avec la dystrophine dans tous les sites. Dans le muscle squelettique, la dystrophine ainsi que d’autres protéines de la DAPC étaient exprimées dans des quantités normales et dans la bonne localisation subsarcolemmale. L’architecture du tissu musculaire squelettique était normale, suggérant que la fonction de la protéine de fusion était maintenue. In vitro, l’EGFP est également exprimée dans les fibres musculaires isolées, ainsi que dans les myotubes dérivés des cellules satellites. Par conséquent, cette nouvelle souris rapportrice de la dystrophine devient un outil important pour la visualisation directe et in vivo de l’expression de la dystrophine.


  • Résumé

    Dystrophin is a rod-shaped cytoplasmic protein that physically links the cytoskeleton to the ECM through the dystrophin-associated protein complex (DAPC), thereby providing sarcolemmal stability. Mutations in the dystrophin encoding DMD gene cause the severe X-linked disorder Duchenne muscular dystrophy. In this work a novel DmdEGFP reporter mouse that expresses a fluorescently labelled endogenous dystrophin – EGFP fusion protein was generated and characterized. The protein was tagged at the C-terminus that is present in the most dystrophin isoforms. To date, no dystrophin reporter mice exist, thus imaging is only possible by indirect antibody-mediated processing ex vivo. In DmdEGFP mice strong natural EGFP expression was observed in skeletal, smooth muscles, heart, brain and the eye and EGFP fluorescence co-localized with dystrophin at all sites suggesting proper tagging of the major dystrophin isoforms. In skeletal muscle, dystrophin as well as other proteins of the DAPC were expressed in normal quantity at correct sarcolemmal/subsarcolemmal localization. Skeletal muscle maintained normal tissue architecture, suggesting a correct function of the fusion protein. Isolated myofibers as well as satellite-cell derived myotubes expressed EGFP in vitro. Thus, the novel dystrophin reporter mouse provides a valuable tool for direct visualization of dystrophin expression.

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