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Rôle du gène Hacd1 dans le métabolisme musculaire et la fonction mitochondriale.

proposé par Fanny STORCK et proposé par Laurent TIRET, Groupe Génétique Médicale Comparée, Equipe 10 Biologie du Système neuromusculaire, U955 Inserm-Upec-EnvA, Institut Mondor de Recherche Biomédicale

Projet de stage :

Les souris mutantes pour Hacd1 (Hacd1-­‐KO) présentant une masse musculaire et une activité locomotrice réduites, nous avons supposé qu’elles seraient moins tolérantes au glucose, c’est-­‐à-­‐dire que le glucose serait moins bien capté en réponse à l’insuline. Or il n’en est rien : elles sont au contraire plus tolérantes au glucose et présentent même une résistance à l’obésité induite par un régime riche en graisse. Que deviennent ce glucose et ces lipides consommés en grande quantité et non stockés ? Une analyse de la respiration sur fibre musculaire isolée a révélé un fonctionnement anormal des mitochondries : celles-­‐ci ont une plus grande activité de β-­‐oxydation des acides gras et un très fort découplage respiratoire, c’est-­‐à-­‐ dire une très faible efficacité de production d’ATP, ce qui explique les anomalies métaboliques observées à

l’échelle de l’organisme mais aussi probablement la forte intolérance à l’effort des animaux déficients pour HACD1. Suite à cette découverte, notre projet d’étude se divise en deux axes : 1 -D’où proviennent ces anomalies de fonctionnement mitochondrial ? Les membranes mitochondriales possèdent une composition particulière, soutenant en particulier la formation des crêtes de la membrane interne, liée au fonctionnement optimal des complexes respiratoires. Les AGTLC promouvant les fortes courbures membranaires, nous entreprenons une analyse lipidomique de la composition des membranes mitochondriales à partir de laquelle nous testerons les propriétés physiques de vésicules de compositions analogues à celles découvertes. Nous observerons également l’organisation précise des crêtes mitochondriales en microscopie électronique. Enfin, nous chercherons à moduler la composition lipidique des mitochondries pour tenter d’en améliorer le rendement énergétique. 2 -Qelles sont les conséquences de ces anomalies mitochondriales sur le fonctionnement musculaire ? Nous prévoyons un dosage de l’ATP et une évaluation de l’efficacité du couplage excitation-­‐contraction dans les fibres musculaires pour comprendre l’origine de l’intolérance à l’effort des animaux déficients pour HACD1. Au-­‐delà de la production d’ATP, les mitochondries participent en effet à la dynamique calcique via des points de contact avec le réticulum sarcoplasmique.

Le stage de Master 2 proposé s’inscrira dans ce contexte expérimental et l’étudiant-­‐e retenu-­‐e travaillera en étroite collaboration avec un post-­‐doctorant aguerri à ces expériences.

Techniques mises en œuvre par le stagiaire :

Analyses de la locomotion des souris ; dissection de fibres musculaires isolées ; analyses histologiques et anatomo-­‐pathologiques (coupes, colorations, immunomarquages, quantifications morphométriques) ; acquisition et analyse d’images en microscopie Apotome ; analyse de données de lipidomique et de miscroscopie électronique ; cultures cellulaires ; extraction d’acides nucléiques, PCR, RT-­‐PCR, électrophorèse, RT-­‐qPCR ; extraction de protéines, fractionnements cellulaires, western-­‐blots.

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