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Aspects moléculaires de l’allophagie : comment le zygote élimine les organites transmis par le spermatozoïde ?

proposé par Abderazak Djeddi et Vincent Galy , CNRS, Paris

La transmission uniparentale maternelle du génome mitochondrial repose sur une élimination ciblée de la contribution paternelle dont la mécanistique reste mal connue. Nous utilisons le nématode C. elegans pour étudier cet aspect de la fécondation et les conséquences d’un dysfonctionnement dans l’élimination de ces composants du spermatozoïde pour le développement embryonnaire. L’autophagie est une voie catabolique propre aux cellules eucaryotes. En fusionnant avec le compartiment cellulaire acide, le lysosome, l’autophagosome assure la dégradation et le recyclage de composants cellulaires. Notre équipe a récemment décrit un nouveau type d’autophagie : l’allophagie qui est requise pour la dégradation des mitochondries et autres organites paternels juste après la fécondation de l’ovocyte. Nous avons montré que dans l’ovocyte nouvellement fécondé, la machinerie de l’autophagie se concentre dans la zone dans laquelle sont encore regroupés les mitochondries et des organites membranaires spécifiques des spermatozoïdes de nématodes. Cette vague d’autophagie embryonnaire précoce est nécessaire à l’élimination de ces composants paternels qui ne doivent pas être maintenu dans l’embryon. Nous avons observé une ubiquitination des organites membranaires dès qu’ils pénètrent dans le cytoplasme de l’ovocyte. L’ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui pourrait servir de marque de reconnaissance de ces organites pour leur prise en charge par la voie de l’autophagie. Curieusement, les mitochondries paternelles, qui sont elles aussi dégradées, ne sont pas ubiquitinées. Nous souhaitons donc identifier les marques d’adressage et du ciblage des mitochondries paternelles par l’autophagie. Au cours de ce stage, vous testerez l’effet de la déplétion de protéines candidates, interagissant avec la machinerie de l’autophagie, sur la pérennisation des organites et de l’ADN mitochondrial paternel suivi en immunofluorescence et génotypage PCR. L’identification des mécanismes de reconnaissance et de dégradation de ces mitochondries permettra de tester pour la première fois les conséquences fonctionnelles de leur maintien sur la descendance.

Techniques mises en œuvre par le stagiaire Manipulation du nématode C. elegans. Techniques d’interférence par ARN double brins. Technique d’immunofluorescence sur embryons fixés. Microscopie photonique (épifluorescence et confocale en temps réel).

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