Détermination des glyco-gènes régulés au cours de la différenciation des cellules satellites murines et étude de leur implication dans le processus de fusion

Determination of glycosylation releted genes regulated during murine satellite cells differentiation and study of their involvment in fusion process

• Auteur / Autrice : Vincent Grassot
• Direction : Jean-Michel Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique et Génomique moléculaire
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muscles

Glycosylation

Lipogenèse

Glycogène

Myogénèse

Différenciation cellulaire

Murins

Mots clés libres

Cellules satellites

Muscle squelettique

Trans-differenciation

Résumé

Les cellules satellites sont des cellules indifférenciées présentes dans le muscle squelettique et responsables de la croissance post-natale et la régénération de cet organe. Leur activation et différenciation requièrent de nombreuses modifications dans leur environnement qui sont soumises à une régulation fine. Elles peuvent être reliées aux variations d’expression génique qui interviennent au cours de ces processus. Une étude des premières étapes de la myogenèse avec la lignée myoblastique murine C2C12 a montré des variations significatives dans l’expression du glycogénome (Janot et al. , 2009). Notre étude a utilisé les cellules satellites murines (CSM) et leur capacité à se différencier en myotubes ou en pré-adipocytes pour procéder à un crible transcriptomique sur 383 glyco-gènes afin de sélectionner ceux dont les variations d’expression seraient spécifiquement associées à la différenciation myogénique ou à la trans-différenciation pré-adipocytaire. L’étude transcriptomique des 383 gènes dans les deux voies de différenciation et la comparaison de leur profil d’expression nous ont permis d’identifier 31 gènes impliqués dans la myogenèse et 72 associés à la pré-adipogénèse. La classification de ces gènes selon la fonction de leurs produits a révélé un fort remodelage de la matrice extracellulaire ainsi qu’une expression des protéines d’adhésion (intégrines) spécifique à chacune des voies. L’étude fonctionnelle menée sur Itga11 et Chst5 a mis en évidence leur forte implication dans la fusion cellulaire et ainsi renforcé notre sélection. Deux modèles de régulation ont ainsi pu être proposés. Ils relient les régulations géniques observées à la myogenèse et pré-adipogénèse.

Satellite cells are undifferentiated cells present in skeletal muscle and they are responsible for post-natal growth and regeneration of this organ. Activation and differentiation of satellite cells require many changes in their surrounding environment. These modifications are tightly regulated over time and can be related to gene expression variations that occur during these processes. A study on the initial myogenesis steps, using the myoblastic murine cell line C2C12 as a model showed significant variations in glycogenome expression (Janot et al. , 2009). In this study, we use murine satellite cells (MSC) and their ability to differentiate into myotubes or early fat storage cells to proceed to a transcriptomic screening of 383 genes to select glycosylation related genes whose expression variations are specific to myogenic or ealry adipogenic differentiations of MSC. The transcriptomic studies and the comparison of the expression patterns of the 383 genes in both MSC differentiation pathways allows us to identified 31 genes particularly involved in myogenesis and 72 genes mainly associated to early adipogenesis. Classification according to the function of their products showed that a large remodelling of the extracellular matrix and the presence of adhesion proteins such as integrins are required in both pathways. Functional studies on Itga11 and Chst5 demonstrated their great involvement in fusion step during myogenic differentiation, and enhance the robustness of our selection. Finally, two models of regulatory network were purposed to explain the links between gene regulations and the different steps of myogenic and early adipogenic differentiation.