Mécanismes d'assemblage des granules de stress dans des conditions de stress oxydatif et osmotique

par Ouissame Bounedjah

Thèse de doctorat en Biologie Cellulaire

Sous la direction de David Pastre et de Loïc Hamon.

Le président du jury était Sergio Marco.

Le jury était composé de Phillipe Savarin.

Les rapporteurs étaient Pablo Radicella, Dominique Weil.


  • Résumé

    Les granules de stress (GSs) sont des entités cytoplasmiques très dynamiques et dépourvues de membranes, ils apparaissent suite à des conditions de stress. En raison du fait que les GSs sont instables et dépourvus de membranes, leur isolement biochimique n'a pas été accompli. En effet, toutes les fonctions qui sont attribuées aux GSs se basent principalement sur l'observation par microscopie optique de quelques protéines régulatrices des ARNm. A travers cette étude, nous avons déterminé la composition des GSs à l'échelle nanométrique dans deux conditions de stress différentes (stress osmotique et stress oxydatif). Nous avons d'abord cartographié les GSs par microscopie électronique puis ces mêmes granule sont été analysés par microscopie ionique. Grâce au marquage isotopique de l'ARN, nous avons montré que ces structures sont très riche sen ARN, par rapport au reste du cytoplasme et ceci dans les deux conditions de stress. Le deuxième volet de notre étude nous a permis de mettre en évidence un rôle fonctionnel des GSs dans la réponse au stress osmotique. En effet, l'augmentation de la force ionique et de l'encombrement macromoléculaire (deux paramètres qui sont accentués dans les conditions de stress osmotique) permet la dissociation des polysomes et l'assemblage des GSs. Néanmoins, quelques heures après, l'accumulation des osmolytes compatibles dans le cytoplasme par les transporteurs spécifiques réduit la force ionique et l'encombrement macromoléculaire permettant ainsi la dissociation des GSs et le retour progressif de la traduction. Nous avons démontré également que le préconditionnement des cellules avec des osmolytes compatibles avant leur exposition à un stress osmotique sévère bloque la formation des GSs et augmente le taux de survie des cellules. L'ensemble de ces résultats prouve que les osmolytes compatibles favorisent la survie cellulaire et l'adaptation des cellules aux conditions de stress osmotique partiellement via la dissociation des GSs et la reprise de la traduction.

  • Titre traduit

    Mechanisms of stress granules assembly under oxidative and osmotic stresses


  • Résumé

    Stress granules (SGs) are highly dynamical cytoplasmic bodies laking encapsuling membarnes which appear in reponse to a wide variety of stresses. Due to their lack of membranes and their instability, their biochemical isolation from cells has not yet been accomplished. All functions attributed to SGs are mostly based on optical microscopy observations of key proteins involved in mRNA processing. In the first part of our study, we explored the RNA composition SGs at a nanometric scale and their biophysical properties in two different conditions (osmotic and oxydative stresses). To do so, we imaged and identified the SGs by electron microscopy and analyzed the distribution of N15-uridine labeled-RNA via ionic microscopy. We show that the SGs are enriched in RNA compared to rest of cytoplasm in the two stress conditions. The second part of our study, we tackled the functional role of the SGs in response to osmotic stress. The increase of ionic strength and macromolecular crowding which are the hallmark of osmotic stress lead to SGs assembly in cells after polysome disassembly. However, several hours after the onset of stress, the compatible osmolyte accumulation in the cell by specific transporters reduces the ionic strength and macromolecular crowding thus allowing the diassembly of SGs and the progressive return of translation. In line with this, celle preconditioning with compatible osmolytes before their exposition to severe osmotoc stress prevents the assembly of SGs and increases the rate of cell survival. Together, these results show that compatible osmolytes favors cell survival and adaptation to osmotoc stress via the disassembly of SGs ans recovery of translation.


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  • Détails : 1 vol. (150 p.)
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