Interaction entre la voie de signalisation Notch et la cytocinèse dans le lignage des soies sensorielles chez la Drosophile

Interplay between Notch signaling and cytokinesis in the Drosophila sensory organ lineage

• Auteur / Autrice : Mateusz Trylinski
• Direction : François Schweisguth
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 25/01/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Dynamique des décisions de développement chez la drosophile (2008-....)
• Jury : Président / Présidente : Agnès Audibert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sarah Bray, Bassem A. Hassan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Buzz Baum, Stéphane Vincent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytodiérèse

Cytologie du développement

Morphogenèse

Drosophiles

Mots clés libres

Notch

Arp2/3

Cytocinèse

Cellule précurseur des soies sensorielles

Drosophile

Imagerie in vivo

Notch

Arp2/3

Cytokinesis

Sensory organ precursor cell

Drosophila

Liveimaging

Résumé

La voie Notch régule la spécification de destins cellulaires dans les lignages parmi les Métazoaires. Bien sa nécessité fonctionnelle ait été établie, il est encore mal compris comment l’activité de la voie se coordonne avec la progression du lignage pour assurer l’acquisition des destins entre chaque division. Au cours de ma thèse, j’ai utilisé la division de la cellule précurseur des soies sensorielles (SOP) chez la Drosophile comme modèle pour comprendre cette coordination. Les SOPs se divisent de manière asymétrique au cours du développement de la Drosophile et produisent une cellule pIIa, où Notch est activé, et une cellule pIIb, où Notch est inhibé. Dans ce contexte, la signalisation se fait entre les cellules-filles. Après la division de la SOP, pIIb se divise à son tour dans les deux heures qui suivent, ce qui contraint l’acquisition de l’identité pIIa à cette fenêtre temporelle. De plus, des travaux récents ont montré que les récepteurs Notch doivent être activés à la cytocinèse pour déterminer l’identité pIIa. Cependant, la nature de l’interaction Notch-cytocinèse n’était pas déterminée.Au cours de ma thèse, j’ai d’abord développé une technique de photo-pistage de récepteurs Notch marqués par des protéines fluorescentes pour déterminer le site de signalisation le long de l’interface pIIa-pIIb, un prérequis pour comprendre l’interaction Notch-cytocinèse. Par la suite, j’ai montré que le régulateur d’actine Arp2/3 est recruté pendant la division de la SOP à l’interface pIIa-pIIb pour étendre le contact et pour activer les récepteurs via l’endocytose de Delta. Ce faisant, Arp2/3 couple la cytocinèse à l’activation de la voie Notch pendant la division de la SOP.

Notch signaling regulates fate specification in lineages among Metazoans. Although its functional requirement is established, it remains unclear how Notch activity is coordinated with lineage progression to ensure fate specification between each division round. To address this question, I used the division of the Drosophila sensory organ precursor cell (SOP) as an experimental model. During fly development, SOPs divide asymmetrically and generate a pIIa cell where Notch is activated and a pIIb cell where Notch is turned off. Notch signaling is mediated in an intralineage manner where pIIb serves as a signal source for pIIa. Following SOP division, pIIb divides within two hours, thereby constraining pIIa fate acquisition within this time window. In addition, activation of Notch receptors at cytokinesis was shown to be required to specify the pIIa fate prior pIIb division. However, the molecular basis for the Notch-cytokinesis interplay was not determined. During my thesis, I first developed a strategy based on photobleaching and photoconversion of fluorophore-tagged Notch receptors to determine Notch activation site along the pIIa-pIIb interface. By doing so, I demonstrated that, in contrast with former models, Notch receptors were activated at the lateral side of the pIIa-pIIb interface at cytokinesis. Using live-imaging, I then provided evidence that the actin regulator Arp2/3 was recruited to the lateral pIIa-pIIb contact during SOP division to expand the contact area and to activate Notch receptors via Delta endocytosis. Thereby, Arp2/3 couples cytokinesis to Notch activation following SOP division.