Mécanismes cellulaires et moléculaires potentiellement impliqués dans la régulation du stock de cellules souches spermatogoniales chez le poisson-zèbre Danio rerio

Cellular and molecular mechanisms potentially involved in the regulation of the pool of spermatogonal stem cells in the zebrafish Danio Rerio

• Auteur / Autrice : Edouard Curran
• Direction : Florence Le Gac, Jean-Jacques Lareyre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et agronomie
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INRA UR1037 LPGP

Mots clés

Mots clés libres

Ssc

Spermatogenèse

Cellules-Souche

Poisson-Zèbre

Régulation

Ssc

Spermatogenesis

Stem-Cell

Zebrafish

Regulatory

Résumé

Les capacités d’auto-renouvellement ou de différenciation progressive en gamètes des cellules souches spermatogoniales (SSC) sont indispensables à la production de spermatozoïdes tout au long de la vie des individus de sexe mâle. Les travaux réalisés au cours de la thèse ont eu pour objectif de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires potentiellement impliqués dans le contrôle du devenir des SSC chez les poissons téléostéens. Grâce à une nouvelle lignée de poisson-zèbre transgénique exprimant la GFP sous le contrôle d’un nouveau fragment promoteur du gène vasa, nous avons caractérisé une sous-population de spermatogonies indifférenciées composés de doublets asymétriques. L’ensemble de nos observations suggère que ces doublets asymétriques constituent un pool de cellules souches recrutées pouvant soit poursuivre leur différenciation spermatique soit participer à la dynamique de renouvèlement du stock de SSC.Une approche de séquençage à haut débit des transcrits exprimés au sein des spermatogonies indifférenciées fluorescentes et des cellules de Sertoli met en évidence la diversité des voies de régulation paracrine potentiellement impliquées dans le contrôle du devenir des SSC (molécules d’adhésion cellulaire, cytokines, facteurs de croissance…). Les analyses phylogénétiques montrent que certaines de ces voies de régulation sont conservées chez les Gnathostomes alors que d’autres ont été perdues chez les tétrapodes ou les mammifères seulement. Une approche comparée initiée chez la truite arc-en-ciel confirme l’intérêt générique des données acquises chez

By their ability to self-renew or differentiate into gametes, the spermatogonial stem cells (SSCs) are essential for sperm production throughout the life of male. The work done during the thesis had for objective the understanding of the cellular and molecular mechanisms potentially involved in the fate of the SSC in the teleost fish. With a new line of transgenic zebrafish expressing GFP under the control of a new gene promoter fragment vasa, we characterized a subpopulation of undifferentiated spermatogonia composed of asymmetric doublet. The observation of the GFP protein indicates that these doublets can fragment to generate isolated spermatogonia. Transplantation of fluorescent spermatogonial cells into the abdominal cavity of a recipient embryo shows that these cells have all functional properties of SSC. All our observations suggest that asymmetric doublet constitute a pool of stem cells with bivalent fate:they can continue their sperm differentiation or participate in the dynamic renewal of SSC pool. A rnaseq based transcritpome analysis of transcripts expressed in undifferentiated spermatogonia fluorescent and Sertoli cells highlights the diversity of paracrine regulatory pathways potentially involved in the control of the SSC (cell adhesion molecules, cytokines, growth factors, primary metabolites). Phylogenetic analyzes show that some of these regulatory pathways are well conserved among all Gnathostomes while others were lost in tetrapods or mammals only. A comparative approach initiated in rainbow trout generic confirms the interest of the data acquired in th