Etude des effets d'une exposition aux rayonnements ionisants sur le développement du poisson zèbre par une approche de biologie des systèmes

Study of the effects of exposure to ionizing radiation on zebrafish development by a systems biology approach

• Auteur / Autrice : Sophia El Houdigui Murat
• Direction : Christelle Adam-Guillermin, Olivier Armant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Environnement et santé
• Date : Soutenance le 04/05/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de l'environnement (Aix-en-Provence)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (IRSN) (Saint-Paul-Lez-Durance ; 2017-2023)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Charlier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Farida Akcha, Nele Horemans, Adélaïde Lerebours, André Gilles
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christoph Grunau
• DOI : 10.70675/d7a59338z247az4b1ez97d8z7f5c782bafe1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radioécologie

Biologie systémique

Danio rerio

Mots clés libres

Toxicologie

Epigénétique

Développement

Poisson zèbre

Biologie des systèmes

Rayonnement ionisants

Danio rerio

Next Generation Sequencing

Génomique

Transcriptomique

Protéomique

Adverse Outcome Pathway

Toxicology

Epigenetic

Development

Zebrafish

System biology

Ionizing radiation

Danio rerio

Next Generation Sequencing

Genomics

Transcriptomics

Proteomics

Adverse Outcome Pathway

Résumé

Suite aux accidents de Tchernobyl et Fukushima, la radioprotection de l’environnement constitue une source de préoccupation majeure. Des études démontrent une sensibilité aux rayonnements ionisants (RI) accrue lors du développement. Cependant, il existe peu de données sur les mécanismes conduisant à des effets des RI sur l’embryogenèse. L’objectif de cette thèse, est de mieux comprendre les effets d’une exposition aux RI sur le développement du poisson zèbre. Une partie de ce travail a porté sur l’étude des effets des RI à un stade précoce de développement. Pour cela, une approche multi-omics avec l'étude du transcriptome et du méthylome a été réalisée. Les résultats mettent en évidence des effets potentiels sur le développement du système nerveux central (SNC) et des muscles. L’autre partie de ce travail a porté sur l’étude des effets d’une exposition aux RI à des stades plus tardifs du développement par une approche de biologie des systèmes. Les résultats obtenus aux différentes échelles mettent en évidence des effets sur la voie de l'acide rétinoïque, le développement du SNC et des muscles. Ces travaux ont montré des effets des RI sur le développement du SNC et des muscles dès le développement précoce. Ces effets sont confirmés à des stades de développement plus tardifs. Cette étude suggère que les effets moléculaires observés au cours du développement précoce sont prédictifs des effets observés à des stades de développement plus tardifs. De plus ce travail de thèse, permet de proposer un modèle d’''Adverse Outcome Pathway'' où la dérégulation de la voie de l’acide rétinoïque par une exposition aux RI conduirait à des effets sur le développement du SNC et des muscles

After the nuclear accidents at Chernobyl and Fukushima, radiation protection of the environment is a major concern. Studies show an increased sensitivity to ionizing radiation (IR) during development. However, there are few data on the molecular mechanisms leading to the effects of IR on embryogenesis. In this context, the objective of this thesis is to better understand the effects of exposure to IR on the development of zebrafish. Part of this work has focused on studying the effects of IR at an early stage of development. For this, a multi-omics approach with the study of the transcriptome and the methylome has been implemented. These results, highlight potential effects on the development of the central nervous system (CNS) and muscles. The other part of this work focused on assessing the effects of IR exposure at later developmental stages using a system biology approach. The results obtained at the different scales highlight effects on the retinoic acid pathway, the development of the CNS and muscles. This work has shown effects of IR on the development of the CNS and muscles from early development at the molecular level. These effects are confirmed at later stages of development. This study suggests that the molecular effects observed during early development are predictive of the effects observed at later developmental stages. In addition, this thesis work allows to propose a model of ''Adverse Outcome Pathway'' where the deregulation of the retinoic acid pathway by exposure to IR will lead to effects on the development of the CNS and muscles