Les protéines LRCH : premières études chez la Drosophile

par Hélène Foussard

Thèse de doctorat en Gènes, cellules et développement

Sous la direction de Sébastien Carreno et de François Payre.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Cytosquelette
• Mitose
• Actine
• Lrch
• Cortex cellulaire
• Fuseau mitotique
• Drosophile
• Stérilité
• Drosophiles
• Protéines membranaires

Résumé

Les protéines Ezrin, Radixin, et Moesin (ERM) permettent de réguler la liaison des protéines membranaires aux filaments d'actine. De nombreuses études ont montré l'implication des protéines ERM dans diverses tumeurs caractérisées par un fort pouvoir métastatique. L'équipe a récemment démontré que la dMoesin, l'unique protéine ERM de Drosophile, est requise pour l'organisation du cortex cellulaire et du fuseau mitotique pour la division cellulaire. Pour mieux comprendre les fonctions de la dMoesin, l'équipe a recherché ses partenaires fonctionnels. Un crible génétique a été réalisé et, parmi les interacteurs génétiques de la dMoesin ainsi identifiés, nous nous sommes concentrés sur la protéine dLRCH, identifiée indépendamment comme partenaire physique de la dMoesin dans un crible double hybride. DLRCH est une protéine pionnière caractérisée par la présence simultanée de domaines LRR (Leucin Rich Repeat) et CH (Calponin Homology). Nous montrons que dLRCH définit une famille de protéines évolutivement conservée de fonction encore inconnue et avons identifié 4 gènes codant pour des protéines LRCH (hLRCH) chez l'Homme. Mon projet de thèse a consisté en l'étude de la fonction éventuelle de cette nouvelle famille de protéines, les protéines LRCH, au cours de la division cellulaire. Au cours de cette étude, nous montrons que dLRCH colocalise avec la dMoesin au sillon de clivage au cours de la division cellulaire chez la Drosophile, ainsi que les protéines hLRCH avec les protéines ERM dans les cellules humaines. Grâce à une analyse fonctionnelle de dLRCH, nous mettons en évidence que son absence perturbe l'organisation du cortex mitotique, sans toutefois bloquer la division cellulaire. Pour étudier les conséquences de l'absence de dLRCH sur la physiologie de l'organisme, nous avons généré un allèle nul de ce gène chez la Drosophile. Nous montrons que le gène dlrch est exprimé dans de nombreux tissus au cours du développement, plus fortement dans certains tissus comme par exemple les gonades. Bien que nous ayons établi que dLRCH n'est pas essentiel à la division cellulaire in vivo, l'absence de dLRCH ne perturbe pas le développement ni la viabilité de la Drosophile, mais entraîne une stérilité complète, ce uniquement chez les femelles. Les individus mutants présentent également une moindre résistance aux conditions extrêmes. Ces travaux constituent donc la première étude fonctionnelle des protéines LRCH chez la Drosophile.

Titre traduit

LRCH proteins : first insights in Drosophila

Résumé

Comparative genomics has revealed an unexpected level of conservation for gene products across the evolution of animal species. However, the molecular function of only a few proteins has been investigated experimentally, and the role of many animal proteins still remains unknown. Here we report the characterization of a novel family of evolutionary conserved proteins, which display specific features of cytoskeletal scaffolding proteins, referred to as LRCHs. Taking advantage of the existence of a single lrch gene in flies, dlrch, we explored its function in cultured cells, and show that dLRCH act to stabilize the cell cortex during cell division. DLRCH depletion leads to ectopic cortical blebs and alters positioning of the mitotic spindle. We further examined the consequences of dLRCH deletion throughout development and adult life. Although dlrch is not essential for cell division in vivo, flies lacking dlrch display a reduced fertility and fitness, particularly when raised at extreme temperatures. These results support the idea that some cytoskeletal regulators are important to buffer environmental variations and ensure the proper execution of basic cellular processes, such as the control of cell shape, under environmental variations.