Interactions muscle-tendon au cours du développement chez Drosophila melanogaster : le rôle des protéines Amalgam et Neurotactin

Muscle-tendon interactions during development in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Blandine Moucaud
• Direction : Cédric Soler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Claire Chazaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Duprez, Florence Ruggiero, Hadi Boukhatmi, Jonathan Enriquez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Duprez, Florence Ruggiero, Hadi Boukhatmi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tendons

Myogénèse

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Drosophile

Muscle

Tendon

Interactions

Drosophila

Muscle

Tenndon

Interactions

Résumé

Le système myotendineux appendiculaire de Drosophila melanogaster se compose de fibres musculaires qui s'attachent à un squelette externe (exosquelette) via de longs tendons internes qui se prolongent jusque dans les segments les plus distaux de la patte. Les longs tendons internes de la patte se présentent comme de longs tubes polarisés entourant un lumen central. Ils se développent par un processus qui partage des similitudes avec les mécanismes de tubulogenèse observés pour d'autres tissus et qui implique notamment la migration collective des cellules. Ce système myotendineux est par ailleurs issu d'un développement coordonné entre les cellules-tendons et les précurseurs musculaires. Cette coordination s'établit dès les étapes précoces du développement de la patte et est essentielle pour aboutir à un système de locomotion fonctionnel.Une partie de mes travaux de recherche visait à confirmer, au niveau moléculaire, que la formation des tendons suit un processus de type tubulogenèse. Dans ce but, j'ai démontré que des gènes, connus pour être impliqués dans ce processus, jouaient également un rôle lors de la formation des longs tendons. J'ai ainsi mis en évidence que la perte d'expression de gènes tels que serpentine, vermiform ou lola-like entrainait des phénotypes similaires à ceux observés lors de la formation des tubes de la trachée ou des glandes salivaires.Par ailleurs, mon travail de thèse principal a consisté à établir le transcriptome des précurseurs musculaires (myoblastes) associés aux primordia de patte également appelés disques imaginaux. Une analyse comparative de ces données avec celles issues des cellules-tendons précédemment établies par l'équipe, combinées à un crible fonctionnel par ARN interférent, m'a permis d'identifier plusieurs couples d'interacteurs protéiques potentiellement impliqués dans la communication entre les précurseurs des muscles et des tendons. J'ai notamment mis en évidence et élucidé le rôle dans ce processus, de deux protéines : Amalgam (Ama) et son récepteur Neurotactin (Nrt). Plus précisément, j'ai caractérisé l'expression de ses protéines au cours du développement des disques de patte et montré que la protéine Ama joue un double rôle, en régulant le nombre de myoblastes associés aux disques de patte et en participant aux adhésions myoblastes-tendons.

In Drosophila melanogaster, the appendicular myotendinous system consists of muscle fibers that attach to an external skeleton (exoskeleton) via long internal tendons that extend into the most distal segments of the leg. The long internal leg tendons are elongated, polarized tubes surrounding a central lumen, forming through a process that shares similarities with tubulogenesis mechanisms observed in other tissues such as collective cell migration. This myotendinous system results from a coordinated development between tendon cells and muscle precursors. This coordination, initiated during the earliest stages of leg development, is critical for the establishment of a functional locomotion system.Part of my research aimed to confirm, at the molecular level, that tendon formation follows a tubulogenesis-like process. To this end, I showed that genes known to be involved in this process also play a role in the formation of long tendons. I showed that reducing expression of genes, such as serpentine, vermiform, or lola-like, led to phenotypes similar to those observed during the formation of tracheal tubes or salivary glands.In parallel, I established the transcriptome of muscle precursors (myoblasts) associated with leg primordia, also known as imaginal discs. A comparative analysis of this data with transcriptomic data from tendon cells previously established by the team, combined with an RNA interference functional screen, allowed me to identify several pairs of potential protein interactors that could be involved in the communication between muscle and tendon precursors. I notably highlighted and elucidated the role of two proteins, Amalgam (Ama) and its receptor Neurotactin (Nrt), in this process. Specifically, I characterized the expression of these proteins during leg disc development and demonstrated that the Ama protein plays a dual role, regulating the number of myoblasts associated with the leg disc and participating in myoblast-tendon adhesions.