Étude du rôle de la kinase Aurora-A dans le développement de la larve et du cerveau de Drosophila melanogaster

Study of the Aurora-A kinase role in the development of the larva and brain of Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Lucie Vaufrey
• Direction : Claude Prigent, Stéphanie Bras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 02/10/2017
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique et Développement de Rennes (UMR 6290)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Division cellulaire

Antioncogènes

Développement

Drosophila melanogaster

Protéines kinases

Mots clés libres

Division asymétrique

Dévelopement

Drosophila melanogaster

Kinase Aurora-A

Suppresseur de tumeur

Asymmetric division

Development

Drosophila melanogaster

Aurora-A kinase

Tumor suppressor

Résumé

Aurora-A (AurA) est une sérine/thréonine kinase jouant un rôle majeur dans le cycle cellulaire. Elle est connue pour son rôle oncogène et les compagnies pharmaceutiques développent des inhibiteurs ciblant son activité kinase. Cependant, il a été montré chez différentes espèces qu’Aurora-A possède des rôles indépendants de son activité kinase et agit également comme suppresseur de tumeur quand son activité kinase est altérée. Ceci pose donc un problème dans le développement des inhibiteurs car cibler l’activité kinase d’Aurora-A pour traiter le cancer pourrait mener à l’effet inverse. Pour résoudre ce dilemme, j’ai étudié en détail les phénotypes de mutants AurA nul et hypomorphe chez Drosophila melanogaster. J’ai étudié à la fois les défauts de développement en me basant sur le temps de pupation des larves et le rôle de suppresseur de tumeur en me basant sur les neuroblastes du cerveau central. Dans ce modèle, une caractéristique des suppresseurs de tumeur est leur capacité à induire la formation de neuroblastes supplémentaires dans le cerveau central conduisant à une surcroissance du cerveau. Chez les mutants AurA, la taille du cerveau est plus petite jusqu’à 96h de développement larvaire. Cependant, la pupation arrivant normalement entre 96h et 120h de développement larvaire est retardée chez le mutant et les larves ont une taille plus importante. Chez les mutants en retard de pupation le cerveau devient plus gros que ceux du contrôle. Le cerveau des mutants AurA a une importante augmentation du nombre de cellules positives pour Deadpan, un marqueur spécifique des neuroblastes et ce, avant que le cerveau des mutants AurA devienne plus grand que celui du contrôle. De plus, les disques imaginaux d’ailes et la glande annulaire sont clairement plus petits que ceux du contrôle à 96h de développement larvaire et les larves mutantes atteignent les stades L2 et L3 plus tôt. En conclusion, les mutants AurA montrent 1) une avance dans leur développement précoce certainement reliée au défaut de croissance de la glande annulaire ; 2) un retard de pupation ressemblant à celui observé en cas de défauts dans la voie de l’ecdysone, certainement dû à des défauts de croissance des disques imaginaux d’ailes ; 3) une surcroissance du cerveau à mettre en lien à la fois avec une augmentation du nombre de pseudo-neuroblastes et avec le retard de pupation.

Aurora-A (AurA) is a major kinase playing various roles in cell cycle. It’s a well-known oncogene and companies are developing drugs inhibiting its kinase activity. However, it has been shown in different species that AurA can have a kinase independent role or act as a tumor suppressor when its kinase activity is altered. This represents a problem for drugs development as inhibiting AurA kinase activity only could lead to life threatening phenotypes. To address this dilemma, we carefully deciphered phenotypes of AurA null and AurA hypomorph mutants in Drosophila melanogaster using the pupation as readout for development timing and larval central brain neuroblasts as model for tumorigenic study. One readout to define a tumor suppressor in this model is a brain overgrowth phenotype associated to central brain neuroblasts over-proliferation. In AurA mutants, brain size appears slightly smaller until 96h of larval development. However, pupation occurring normally between 96 and 120h of larval development is delayed in AurA mutants and larvae have an increased size. In this “delayed” mutant larvae, brains are eventually bigger than wild-type controls. Furthermore, AurA mutant central brains show a huge increased number of cells positive for deadpan, a marker of neuroblast identity, even before the appearance of brain over-growth phenotype. Additionally, wing discs and ring glands are clearly smaller in AurA mutants at 96h compared to control and mutant larvae reach L2 and L3 developmental stage earlier than control. In conclusion, AurA mutants have: 1) a precocious developmental advance certainly related to ring gland growth defect; 2) a pupation delay which resembles Ecdysone pathway timing defects certainly due to wing discs growth defect; 3) an enlarged brains phenotype due to an increased of the number of neuroblast-like cells and the pupation delay.