Etude de la fonction de Patj dans la régulation de la polarité épithéliale.

Study of the function of Patj in the regulation of the epithelial polarity.

• Auteur / Autrice : Clothilde Penalva
• Direction : Vincent Mirouse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante, Biologie moléculaire et cellulaire du développement
• Date : Soutenance le 19/12/2014
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand) - Limagrain Céréales Ingrédients
• Jury : Président / Présidente : Vincent Sapin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Mirouse, François Schweisguth, André Le Bivic, Muriel Grammont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épithélium

Protéines adaptatrices de signalisation NOD

Polarité de la cellule

Mots clés libres

Crumbs

Épithélium

Cellules folliculaires

Polarité

Crumbs

Epithelium

Follicular cells

Polarity

Résumé

La polarité apico-basale des cellules épithéliales est requise pour le développement de l’épithélium, le maintien de son intégrité et sa fonction. Elle est définie par les relations dynamiques d’un réseau de protéines de polarité qui se localisent asymétriquement et s’excluent mutuellement pour déterminer les différents domaines corticaux. Le complexe Crumbs (Crb) est un déterminant clé du domaine apical, essentiel et suffisant pour sa définition. Patj, une protéine contenant un domaine L27 et 4 domaines PDZ, a été identifiée comme faisant partie biochimiquement du complexe Crb (via Stardust), mais sa fonction reste à préciser. Au cours de ma thèse j’ai analysé la fonction Patj chez la drosophile. La mutation Patj est létale et induit une perte de Crb de la membrane apicale dans l’épithélium folliculaire, mais pas dans l’embryon. La fonction de Patj est donc tissu spécifique. J’ai pu mettre en évidence que Patj régule positivement Crb et que les domaines PDZ1 ou PDZ4 associés au domaine L27 sont suffisants pour la fonction de Patj. J’ai de plus tenté de déterminer comment Patj régule Crb à l’échelle moléculaire. Tout d’abord, l’analyse fonctionnelle in vivo suggère que Patj régulerait la stabilité de Crb indirectement en favorisant le recrutement d’autres déterminants du domaine apical au sein du complexe. Ensuite, des approches biochimiques et génétiques ont permis de montrer qu’en plus d’interagir indirectement avec Crb, Patj interagit aussi directement via ces domaines PDZ1 et PDZ4. Ces données permettent de proposer un modèle mécanistique dans lequel Patj en liant à la fois Sdt et Crb formerait des dimères de Crb, qui en association avec sa dimèrisation extracellulaire déjà connue permettrait la formation d’oligomères de Crb à la membrane apicale. L’oligomérisation de Crb favoriserait son activité de déterminant apical. De plus, j’ai observé une redondance entre Patj et Lin-7, un autre membre du complexe Crb, dans la polarité apico-basale, une telle fonction pour Lin-7 n’ayant pas encore été reportée. Ainsi, mes travaux apportent de nouveaux éléments pour la compréhension de la polarité épithéliale.

Apico-basal polarity is required for epithelium development, function and integrity. Polarization is defined by a network of polarity proteins that are localized asymmetrically and the dynamic interplay between them. Crb is a key determinant of the apical domain, necessary and sufficient for its identity. Patj, a protein containing a L27 domain and four PDZs domains, has been identified as a core component of the Crb complex, as it interacts with Crb through Sdt. But its function remains elusive. During my thesis I investigated Patj function in Drosophila. Patj mutation is lethal and induces a decrease of Crb from the apical domain in the follicular epithelium, but not in embryonic epithelium. Thus, Patj function is tissue-specific. Patj positively regulates Crb, and the PDZ1 or PDZ4 together with the L27 domain of Patj are sufficient for its function. Then, I focused on the molecular mechanism underlying Crb regulation. In vivo analysis suggests that Patj regulates Crb stability indirectly by modulating its ability to recruit apical proteins. Biochemical and genetics analyses allow showing that in addition of its indirect interaction through Sdt, Patj interacts directly with Crb through its PDZ1 and PDZ4. Extra-cellular dimerisation of Crb is involved in a feedback promoting its apical localization. Patj with Crb direct interaction could participate to this feedback via an intra- cellular dimerisation, allowing Crumbs oligomerisation at the apical membrane. In addition, I have seen that Patj is redundant with Lin-7, another core component of Crb complex, for apico- basal polarity. In conclusion my thesis work provides new clues for the understanding of epithelial polarity regulation.