Functional study of the role played by nucleolar proteins in the control of neural progenitor homeostasis using zebrafish as a model

L’identite des cellules souches et des progeniteurs neuraux, comme celle de tout type cellulaire, est caracterisee par des signatures moleculaires specifiques qui dependent de l’environnement dans lesquelles les cellules se trouvent. Ainsi, il est primordial d’etudier ces cellules dans un contexte in vivo. Le toit optique du poisson zebre est un modele ideal pour ce type d’etude. En effet, c’est une large partie du cerveau moyen localisee en position dorsale et qui presente la particularite de croitre de maniere orientee tout au long de la vie de l’animal grâce aux cellules neuroepitheliales presentes a sa peripherie (dans la « peripheral midbrain layer », PML). De plus, les progeniteurs neuroepitheliaux, les progeniteurs lents et les cellules post-mitotiques sont localisees dans des domaines adjacents du toit, consequence de sa croissance orientee. Chaque population cellulaire est marquee par des profils d’expression particuliers. Ainsi, une recherche dans la base de donnees ZFIN nous a permis d’identifier environ 50 genes ayant une forte expression dans les cellules de la PML (progeniteurs neuroepitheliaux). De facon interessante, beaucoup de « genes PML » codent pour des facteurs de la biogenese des ribosomes. L’accumulation de ce type de transcrits dans les progeniteurs lents etait surprenante. Ainsi, au cours de mon doctorat, j’ai etudie le role specifique des facteurs de la biogenese des ribosomes dans le maintien des cellules neuroepitheliales de la PML. En effet, bien qu’il soit generalement admis que la biogenese des ribosomes est un processus essentiel dans toutes les cellules, il a ete recemment demontre que plusieurs facteurs necessaires a la synthese des ribosomes ont un role tissu-specifique. Par exemple, Notchless est requis pour la survie de la masse cellulaire interne de l’embryon preimplantatoire de souris. Recemment, des experiences de knock-out conditionnel chez la souris ont montre que Notchless etait necessaire au maintien des cellules souches hematopoietiques et intestinales, mais pas a celui des cellules differenciees. En effet, en absence de Notchless dans les cellules souches, la grosse sous-unite ribosomique (60S) ne peut pas etre exportee hors du noyau et s’accumule. Au contraire, dans les cellules differenciees, ou Notchless n’est pas indispensable, cette accumulation n’est pas observee. J’ai commence une etude fonctionnelle basee sur la surexpression conditionnelle de la forme dominante-negative du gene notchless homolog 1 (nle1, homologue poisson zebre du gene Notchless mammifere). Selon mon hypothese, les progeniteurs lents de la PML (Slow amplifying progenitors, SAPs) pourraient avoir besoin de Notchless pour la maturation de la sous-unite 60S, contrairement aux cellules differenciees qui pourraient survivre apres la deletion de ce gene. Des experiences sont encore en cours, mais nous avons deja pu demontrer que nle1 joue un role crucial dans la survie des progeniteurs neuroepitheliaux de la PML. En parallele, j’ai etudie des lignees de poisson-zebre mutantes pour des genes codants pour des composants du complexe de snoRNP (box C/D small nucleolar ribonucleoprotein : Fibrillarine, Nop56, Nop58). Les trois mutants presentent des phenotypes similaires, en particulier une apoptose massive et une deregulation du cycle cellulaire dans l’ensemble du toit optique a 48 heures de developpement. Etonnamment, ces resultats sont en faveur d’un arret du cycle cellulaire a la transition G2/M. Ainsi, cette etude pourrait permettre de mettre en evidence de nouveaux mecanismes d’arret du cycle cellulaire lors de defauts de biogenese des ribosomes. L’ensemble de ces resultats montrent comment les facteurs de la biogenese des ribosomes (tout comme le processus) contribue a la regulation fine de l’homeostasie cellulaire, et donc a la determination de l’identite des cellules progenitrices.