Etude fonctionnelle des protéines à domaine Zona Pellucida au cours de la morphogenèse épidermique embryonnaire chez la Drosophile

par Isabelle Fernandes

Thèse de doctorat en Gènes, cellules et développement

Sous la direction de Serge Plaza.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .

mots clés

• Morphogenèse cellulaire
• Epiderme
• Matrice extracellulaire
• Polarité
• Drosophiles -- Cytogénétique
• Morphogenèse
• Épiderme -- Croissance
• Zone pellucide

Résumé

Le domaine Zona Pellucida (ZP) définit une famille de protéines membranaires conservées au cours de l'évolution. Cependant le rôle de ces protéines au cours du développement reste encore mal caractérisé. Par une approche génétique chez la drosophile, nous montrons qu'un ensemble de huit protéines ZPD est nécessaire à la réorganisation localisée du compartiment apical au cours de la morphogenèse épidermique embryonnaire. Malgré la conservation structurale des domaines ZP, ces protéines possèdent des fonctions spécifiques dans le remodelage de la forme apicale des cellules épidermiques. En effet, la perte de fonction de l'une des protéines ZPD ne peut être compensée par la surexpression d'une autre. Chacune de ces protéines se localise dans des régions distinctes du domaine apical ne se recouvrant que très partiellement. De plus, l'absence d'une protéine ZPD entraîne un détachement localisé entre la membrane et la matrice extracellulaire apicale (aECM). Ainsi, chacune de ces protéines s'accumule dans une sous-région distincte du compartiment apical, où elle va organiser des interactions entre la membrane apicale et l'aECM. Nous montrons que cet échafaudage de protéines ZPD est nécessaire pour sculpter la forme des extensions cellulaires et maintenir l'intégrité apicale des cellules qui vont les former. Les protéines ZPD révèlent une sous-compartimentalisation fonctionnelle de la membrane apicale, nécessaire au contrôle du changement de la forme des cellules épithéliales au cours du développement.

Titre traduit

Involment of Zona Pellucida domain proteins during epidermal cell shape changes in Drosophila embryos

Résumé

The Zona Pellucida Domain (ZPD) defines a conserved family of membrane-anchored matrix proteins that are as yet poorly characterized with respect to their functions during development. Using genetic approaches in flies, we show here that a set of 8 ZPD proteins is required for the localized reorganization of embryonic epidermal cells during morphogenesis. Despite varying degrees of sequence conservation, these ZPD proteins exert specific and non-redundant functions in the remodeling of epidermal cell shape. Each one accumulates in restricted sub-regions of the apical compartment, where it organizes local interactions between the membrane and the extracellular matrix. In addition, ZPD proteins are required to sculpture the actin-rich cell extensions and maintain appropriate polarization of the apical compartment. These results on ZPD proteins therefore reveal a functional sub-compartmentalization of the apical membrane and its role in the polarized control of epithelial cell shape during development.