Réseaux de régulation génétique en aval des MAPKs orchestrant l’embryogénèse et la régénération chez l’anémone de mer Nematostella vectensis

par Hereroa Johnston

Thèse de doctorat en Interactions moléculaires et cellulaires

Sous la direction de Éric Röttinger.

Soutenue le 21-11-2018

à Côte d'Azur , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) , en partenariat avec Université de Nice (établissement de préparation) , Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (Nice, Alpes-Maritimes) (laboratoire) et de Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement (laboratoire) .

Le président du jury était Michel Vervoot.

Le jury était composé de Michel Vervoot, Stéphanie Bertrand, Stefano Tiozzo, Aziz Aboobaker, Marina Shkreli.

Les rapporteurs étaient Stéphanie Bertrand, Stefano Tiozzo.


  • Résumé

    La régénération est un mode de développement, qui suite à un stresse physique permet de reformer à l’identique des structures biologiques initialement développer au cours de l’embryogénèse. De plus ce phénomène, plus ou moins important en fonction des organismes, est néanmoins répandu chez les métazoaires, suggérant ainsi une origine monophylogénique. D’où l’hypothèse d’un lien étroit entre la régénération et l’embryogénèse. En me basant sur cette hypothèse j’ai employé comme modèle pendant ma thèse, l’anémone de mer Nematostella vectensis. Ce modèle cnidaire offre effectivement l’opportunité unique de comparer la régénération d’un corps entier, dite extrême, à l’embryogénèse et ainsi étudier leurs liens au niveau moléculaire. Initialement établie entant que modèle d’embryologie permettant d’étudier l’évolution des réseaux de régulation génétique (RRG) orchestrant les moments clé de l’embryogénèse et s’imposer en tant que modèle d’étude de la régénération extrême. Tout d’abord, au cours de ma thèse j’ai participé à caractérisation tissulaire et cellulaire de la régénération de ce model afin d’en établir un répertoire de référence des étapes clés. En employant ce répertoire et le criblage de 80 d’inhibiteur de kinase, j’ai pu identifier plusieurs voies de signalisation régissant différente étape de la régénération, impliquant les MAPKs, JNK et ERK ainsi que plusieurs récepteurs de facteurs de croissances. Notamment ERK a également été décrit dans le processus de gastrulation chez Nematostella, dont j’ai contribué à l’établissement du RRG associé. C’est donc en me basant sur ce RRG et une base de donnée transcriptomic complète de la régénération de ce modèle, que j’ai pu établir le RRG en aval de ERK associé à la régénération. Par cette approche j’ai pu démontrer la relation au niveau moléculaire entre ces processus développementaux et surtout identifier des aspects spécifiques à la régénération.

  • Titre traduit

    Gene regulatory network downstream of MAPKs orchestrating embryogenesis and regeneration of the sea anemone Nematostella vectensis


  • Résumé

    Regeneration is a developmental process, which allow to regrow missing structures initially develop during embryogenesis, in response to an injury. Although, this ability to regenerate can be more or less dramatic depending on the organism, it is widely spread among metazoan. As such, suggesting a monophyletic origin and a tight link with embryogenesis has also been hypothesized. Based on this hypothesis, I used during my thesis the sea anemone Nematostella vectensis, a cnidarian model offers the unique opportunity to compare, whole body regeneration and embryogenesis to investigate their molecular links. In fact, Nematostella was established as an embryonic model to investigate evolution of gene regulatory network (GRN) underlying key stages e.g. gastrulation, but recently it has been a rising model to study whole body regeneration. I started to my thesis by carefully characterizing hallmarks of Nematostella regeneration starting from tissular to molecular level, establishing a comprehensive regeneration time line. By taking advantage of this tool, in association to the screening of 80 kinases inhibitors, I have identify several signaling pathways regulating various steps of regeneration in Nematostella, including the MAPK ERK, JNK and growth factor receptors. In parallel I participated to the study of ERK role during Nematostella gastrulation and the underpinning (GRN). Which offered a solid groundwork for the comparison with regeneration at the GRN level. Combining a candidate approach based on the embryonic GRN and a global transcriptomic analysis of regeneration, I have been able to bring evidence on the relationship between embryogenesis and regeneration and additionally to identify regeneration specific aspects.


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