Caractérisation de l'ovocyte Hsf1-/- : un exemple de mutation à effet maternel

par Aïcha Metchat

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire, moléculaire et du développement

Sous la direction de Elisabeth Christians.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .

mots clés

• Hsf1
• Cytosquelette
• Protéine chaperons
• Bio informatique
• Méiose
• Facteur de transcription
• Protéine kinases
• Ovules
• Facteurs de transcription
• Méiose

Résumé

Mon projet de thèse portait sur la caractérisation de l'ovocyte Hsf1-/- qui est un exemple de mutation à effet maternel. HSF1 est un facteur de transcription qui est connu pour réguler l'expression des gènes codant pour des protéines de choc thermique (Hsps). Nous avons donc analysé l'expression de différents Hsps dans l'ovocyte de souris, ce qui nous a permis de mettre en évidence que Hsp90 alpha était fortement exprimé et sous le contrôle principal d'HSF1. Etant donné que HSP90 est un régulateur majeur du cycle cellulaire des cellules somatiques, nous avons analysé l'impact de la diminution de l'expression de Hsp90 alpha dans les ovocytes Hsf1-/-. Ainsi, nous avons identifié une série d'anomalies affectant la maturation méiotique de l'ovocyte (retard en G2/M, blocage en pro-métaphase I, perte du caractère asymétrique de la 1ère division méiotique division). Le même type syndrome a pu être observé en cas d'inhibition de l'activité de HSP90 par un agent pharmacologique spécifique. D'un point de vue moléculaire, ces défauts de maturation méiotique ont pu être associés à la réduction de plusieurs kinases essentielles à la méiose : PLK1, CDK1 et MAPK. Comme HSF1 est susceptible de réguler aussi des gènes n'appartenant pas à la famille des Hsps, nous avons réalisé un crible in silico. Cette approche nous a permis d'identifier 15 nouveaux gènes cibles candidats dont il a été montré que leur expression est dépendent d'HSF1 dans des cellules somatiques et qui contiennent des séquences de liaison pour HSF1 dans leur promoteur. Ce travail de thèse nous a permis d'identifier HSF1 comme un régulateur essentiel de la méiose, ce qui contribue à mieux comprendre l'effet maternel de ce gène.

Titre traduit

Characterisation of the Hsf1-/- oocyte : an example of maternal effect mutation

Résumé

During my thesis work, we characterized the Hsf1-/-oocyte, an example of maternal effect mutation. HSF1 is a transcription factor known to regulate genes encoding Heat Shock Proteins. We analysed Hsp gene expression in mouse oocytes and we found that Hsp90 alpha was the major HSF1 dependent chaperone. Because Hsp90 is a major regulator of the cell cycle in somatic cells, we studied the effect of Hsp90 alpha down regulation on meiotic cell cycle in Hsf1-/-oocytes. We found that Hsf1-/-oocytes exhibited delayed G2/M transition, pro-metaphase I block and defective asymmetric division. This meiotic syndrome could be recapitulated by pharmacological inhibition of HSP90 activity. At the molecular level, this phenotype was linked to reduced level of key meiotic kinases: PLK1, CDK1, and MAPK. Because HSF1 could regulate non Hsp genes, we looked for HSF1 new target genes using an in silico strategy. We could select 15 HSF1 candidate target genes whose expression was under HSF1 control in somatic cells and which contained HSF1 DNA binding sequence in their promoter. Our work revealed that Hsf1 knock-out is a mutation with pleiotropic effects on meiotic maturation providing a better understanding Hsf1 maternal effect.