The role of septines during the establishment of adherens junctions at mitosis exit of epithelial cells

Rôle des septines dans l’établissement des jonctions adhérentes en sortie de mitose des cellules épithéliales chez la drosophile

• Auteur / Autrice : Nabila Founounou
• Direction : Roland Le Borgne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mitose

Drosophiles

Jonctions adhérentes

Septines

Cytodiérèse

Résumé

Au cours de la cytocinèse, l'anneau contractile d'actomyosine génère un sillon qui sépare les cellules filles. Comment s'opère la cytocinèse dans les cellules épithéliales reliées entre elles par les jonctions adhérentes, et comment la polarité apicobasale est préservée lors de la mitose, restent mal connues. Lors d'un crible génétique, les septines ont été identifiés en tant que régulatrices clés de la division cellulaire dans l'épithélium. Les septines sont une famille de petites GTPase qui polymérisent en filaments et localisent avec l'actine et la myosine II au niveau de l'anneau contractile lors de la cytocinèse. Bien que les septines aient été découvertes en 1971 pour leur implication dans la cytocinèse, le rôle exact assuré par cette famille de protéine demeure confus, d'autant plus que dans certains modèles d'étude, la perte de fonction des septines n'affecte pas la cytocinèse. Ce travail de thèse a révélé que les septines sont requises lors des divisions cellulaires planaires (au sein d'un épithélium) et s'avèrent dispensables pour les divisions orthogonales. La spécificité des divisions planaires c'est que les cellules doivent établir de nouvelles jonctions adhérentes en sortie de mitose. Nos travaux montrent que la progression du sillon de division dans ces cellules est asymétrique (du basal vers l'apical), et ceci de manière indépendante des septines. De plus, un remodelage local de jonctions adhérentes au niveau du sillon de division, entre les cellules interphasiques et mitotiques, est nécessaire pour établir une nouvelle jonction entre les cellules filles. Nos expériences de photoablation montrent que les septines jouent un rôle mécanique dans ce remodelage de jonctions, et ceci en favorisant la contraction de l'anneau de cytocinèse. Cette contraction est nécessaire pour dépasser les tensions exercées par les cellules voisines permettant le désassemblage puis le remodelage des jonctions. Ceci explique le défaut différentiel de cytocinèse observé lors de la perte de fonction septines.

During cytokinesis, contractile actomyosin riong generatrs a furrow that separates the daughter cells. How cytokinesis proceeds in epithelial cells, connected by the adherens junctions, and how they transmit apicobasal polarity during mitosis is largely unknown. In a genetic screen, we identified septins as key regulators of cell divisions within the epithelium and analyzed the septin loss-of-function phenotype. Septins are GTP binding hetero-oligomers that localize with actin and non-muscle Myosin II at the contractile ring during cytokinesis. While septins were initially discovered in 1971, the exact requirement for septins during cytokinesis are not well understood. For example, cytokinesis failures have been observed in some but not all Drosophila tissues mutant for septins. We report that, in Drosophila, septins are required for planar cell division, yet dispensable for the orthogonal one. During planar division, apicobasal integrity is preserved and furrowing is asymmetric with the contractile ring displaced towards the belt of adherens junction in a septin-independent manner. Local remodeling of adherens junctions between interphasic and mitotic cells is required to generate an adhesive interface between daughter cells. Loss of septins causes a decrease of the actomyosin ring contractility and prevents junction remodeling. Furthermore, photoablation experiments reveal that septin-driven actomyosin contraction is needed to locally unzip the adherens contacts thereby allowing junction remodeling. Thus, septins are involved in a mechanical function needed to overcome the tension of adhesive contact during cytokinesis, explaining why cytokinesis failures are not systematically observed in cells mutant for septins.