The role of NHL-2 in regulating C.elegans P granule function

La divison cellulaire asymétrique est un processus essentiel qui permet aux cellules souches de s’auto-renouveller et de produire une cellule fille destinée à la différenciation. La lignée germinale de C. elegans, totipotente et immortelle, est une lignée de cellules souches qui contient des organites ribonucléoprotéiques appelés granules P. Au cours du développement ces derniers sont toujours localisés spécifiquement dans les cellules précurseurs de la lignée germinals, suggérant qu’ils sont des déterminants de la lignée germinale. De façon intéressante, des granules ribonucléoprotéiques, comme les P bodies impliqués dans le contrôle post-transcriptionnel, ont été observés chez tous les organismes. Néanmoins, la fonction précise des granules P de C. elegans est inconnue. Récemment, notre laboratoire a montré que NHL-2, un homologue de Mei-P26 de Drosophile, colocalise avec les granules P dans des embryons précoces et joue un rôle dans la division cellulaire asymétrique et dans la polarité cellulaire. Tous les granules P contiennent NHL- 2, ce qui nous a mené à poser l’hypothèse que NHL-2 régule la biogenèse et la fonction des granules P. Nous avons testé cette hypothèse par imagerie et quantification de l'intensité de PGL-1, un composant essentiel des granules P, dans des embryons fixés. Nos résultats montrent que dans des embryons mutants pour nhl-2 il y a une réduction du nombre de granules P,  de l'intensité de fluorescence moyenne (IFM) et  de l'intensité de fluorescence total (IFT) de PGL-1. Une analyse plus poussée a montré qu'il existe deux populations distinctes d’embryons mutants pour nhl-2 : l’une présente une intensité de PGL-1 comparable à celle d’une population sauvage alors que le second groupe présente une forte réduction des quantités de PGL-1 et est comparable à des mutants pour pgl-1. Cette variabilité est aussi observée dans le phénotype de stérilité de nhl-2 mutant à des températures élevées. Globalement, nos résultats suggèrent que la perte de fonction de NHL-2 perturbe la prolifération des cellules germinales ainsi que la formation et/ou la stabilité des granules P au cours des étapes précoces du développement des précurseurs de la lignée germinals. D’autre part, ils suggèrent que la fonction de NHL-2 pourrait être partiellement redondants avec les autres régulateurs de la stabilité des granules P. Mots-clés : Granules P, NHL-2, Cellules germinals. Asymmetric cell division is a process that enables stem cells to simultaneously self-renew and generate progeny committed to differentiation. For instance the totipotent and immortal germ lineage in C. elegans is a stem cell lineage that contains ribonucleoprotein organelles called P granules. P granules are present specifically in germ cells and have been proposed to function as germ line determinants. Interestingly, various RNP granules, such as P bodies that regulate post-transcriptional control have been also observed in all organisms. Nevertheless, the precise function of C. elegans P granules remains elusive. Recently our lab showed that NHL-2, a C. elegans homologue of Drosophila Mei-P26, localizes to P granules in early embryos and plays a role in asymmetric cell division and cell polarity. All P granules contain NHL-2, raising the possibility that NHL-2 plays a role in regulating P granule biogenesis and function. We investigated this possibility by imaging and quantifying the intensity of PGL-1, a core component of P granules, in fixed embryos. This analysis revealed that there is a reduction in: 1) the number of P granules and 2) the mean fluorescence intensity (MFI) and total fluorescence intensity (TFI) of PGL-1 staining in nhl-2 null mutant embryos compared to wild type. Our further analysis of nhl-2 loss of function demonstrates that NHL-2, similar to P granule core components such as DEPS-1, GLH-1 and PGL-1, is required for proper germ cell proliferation and fertility at elevated temperature. One aspect of the nhl-2 loss of function phenotype is that nhl-2 mutants are distributed in different groups based on both their P granules number and PGL-1 intensity: one population has wild type PGL-1 intensity while the second group has severely reduced amounts of PGL-1. Strikingly, such variability is observed even in the sterility phenotype of nhl-2 mutants at elevated temperatures. Taken together, our results suggests that NHL-2 loss of function disrupts germ cell proliferation as well as P granule formation or stability during early stages of germ cell precursor development and that NHL-2 function may be partially redundant with other regulators of P granule stability. Keywords : P granules, NHL-2, Germline.

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