Identification et caractérisation de nouveaux gènes impliqués dans le viellissement et/ou la résistance aux stress oxydants chez l'organisme modèle Drosophila melanogaster

par Michaël Rera

Thèse de doctorat en Biologie du vieillissement

Sous la direction de Hervé Tricoire.

Soutenue en 2010

à Paris 7 .

mots clés

• Drosophila melanogaster
• Mitochondries
• Longévité
• Complexe enzymatique de la chaine respiratoire mitochondriale

Résumé

Depuis la proposition en 1956 par D. Harman du rôle central des stress oxydants dans le vieillissement, de nombreuses données sont venues étayer cette hypothèse. En tant qu'élément central du métabolisme aérobie, la mitochondrie s'impose donc comme un acteur majeur du vieillissement médié par les stress oxydants. Dans une première étude, je me suis intéressé au rôle de la mitochondrie dans le vieillissement au regard de données obtenues chez le nématode. Une altération de l'activité de la chaîne respiratoire (ETC) pendant le développement est suffisante à une augmentation de la longévité chez cet organisme. J'ai pu montrer que l'inactivation d'orthologues de ces gènes au cours du développement de Drosophila melanogaster est majoritairement associée à une diminution de longévité. J'ai également pu identifier une sous-unité du complexe IV dont l'inactivation chez l'adulte conduit à une augmentation de longévité des mâles. Dans une seconde étude, j'ai réalisé un crible de sélection de gènes sur le critère de la résistance à l'hyperoxie (100% ©2), un marqueur physiologique du vieillissement. Parmi un lot de 951 lignées de drosophiles transgéniques permettant l'inactivation conditionnelle de gènes spécifiques chez l'adulte par un mécanisme d'interférence à ARN, j'ai identifié 14 inactivations conduisant à une sensibilisation à l'hyperoxie. Parmi ces 14 lignées, 3 concernent 2 gènes impliqués dans la voie de signalisation Toll/NFkB, Cactus et Pellino. J'ai alors entrepris une étude du rôle des différents acteurs de la voie dans la résistance à l'hyperoxie ainsi que celui de Cactus et Pellino dans le vieillissement.

Titre traduit

Identification and characterization of new genes involved in the aging and / or resistance to oxidative stress in the body model Drosophila

Résumé

Since D. Harman proposed a central role of free radicals in the aging process (1956), many data have been supporting this theory known as the FRTA - Free Radical Theory of Aging. As the main site of production for reactive oxygen species, the mitochondria had been proposed to be tightly linked to aging, as a negative regulator of this process. Nevertheless, for the last decade many results have challenged this aspect of mitochondria's role in aging. In the work I present here, I have questioned the role of both mitochondria and oxidative stress in aging. In the first part, I will present the approach I defined to study the effects of modulation of the electron transfer chain (ETC) activity during either development or adulthood in well defined aging model, Drosophila melanogaster. This question has been addressed considering the recent identification of longevity increase in nematodes inactivated for some ETC genes during development only. I will discuss my results regarding recent characterization of such a phenomenon in Drosophila by another team (Copeland et al. , 2009). In the second part, I will present the project I conducted to identify new genes involved in oxidative stress résistance and to further characterize their role in aging. This project consisted in the definition of a genetic screen using conditional RNAi inactivation of genes during adulthood of male drosophila. Genes of potential interest were selected regarding the résistance of RNAi expressing individuals to hyperoxia (100% O2 atmosphere). I will discuss the parameters of this screen and the role of the genes I identified.