On the edge between cell division and differentiation : role of Seh1 in mouse embryonic stem cells
A la croisée de la division cellulaire et de la différenciation cellulaire : rôle de Seh1 dans les cellules souches embryonnaires de souris
par Alba GONZALEZ sous la direction de Valérie DOYE
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Thursday 19 December 2019 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Cellules -- Division
  • Cellules souches embryonnaires
  • Complexe protéique du pore nucléaire
  • Mitose
  • Pores nucléaires
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Mots clés
Y-complexe, Seh1, GATOR2
Resumé
Les complexes des pores nucléaires (NPCs) sont des larges structures macromoléculaires ancrées dans l'enveloppe nucléaire, et composées d'environ 30 protéines différentes appelées nucléoporines ou Nups. Au-delà de leur rôle critique dans le transport des molécules, les NPCs participent à une grande variété de processus biologiques, tels que la division cellulaire, l'organisation de la chromatine et la régulation de l'expression des gènes. Le principal sous-complexe structural des NPCs est le complexe Y-complexe, qui est composé de 9 nucléoporines distinctes. Le Y-complexe est aussi localisé aux kinétochores pendant la mitose où il régule la congression et la ségrégation des chromosomes. Une nucléoporine de ce complexe, Nup133, a été impliquée dans le développement embryonnaire de la souris. Nup133 n'est pas requise pour la survie des cellules souches embryonnaires murines (mESCs) à l'état pluripotent mais devient essentielle lors de leur différenciation. Le Y-complexe joue donc un rôle majeur dans de multiples processus biologiques mais le rôle spécifique de chacune de ses sous-unités n'a pas été étudié en profondeur. En particulier, une nucléoporine, Seh1, est critique pour la localisation du Y-complexe et de plusieurs régulateurs mitotiques clés, notamment Aurora B aux kinétochores. Dans ce contexte, Seh1 apparaît comme un candidat intéressant, non seulement en raison de son implication en mitose, mais aussi parce qu'elle appartient à un second sous-complexe, nommé GATOR2, qui régule indirectement la voie mTORC1. On ne sait toutefois pas si les fonctions mitotiques de Seh1 reposent sur sa localisation au niveau du pore, des kinétochores ou du complexe GATOR2. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont révélé que les mESCs Seh1-/- sont viables à l'état indifférencié, mais que leur viabilité est gravement compromise lors de la différenciation. Nous avons constaté que l'inactivation de Seh1 est associée à un retard dans la progression mitotique et à un allongement général du cycle cellulaire. Contrairement aux études précédentes, le retard mitotique des mESC Seh1-/- n'est pas lié à une délocalisation du Y-complexe ni de la kinase Aurora B au niveau des kinétochores.Pour comprendre si ce retard est dû à un rôle dans les NPC ou au sein du complexe GATOR2, j'ai ensuite conçu une stratégie visant spécifiquement à altérer l'interaction entre Seh1 et Nup85 (¿N-Nup85), son partenaire direct dans le Y-complexe. Dans les mutants ¿N-Nup85 Seh1 n'est plus détectable au niveau des kinétochores et est largement délocalisé du NPC. Cependant, les mESCs ¿N-Nup85 ne présentent aucun défaut de division cellulaire ni pendant la différenciation. D'autre part, j'ai constitutivement inactivé Mios, un autre membre du complexe GATOR2. Les cellules Mios-/- résultantes survivent pendant la différenciation et aucun retard de croissance cellulaire n'a été observé. En plus des défauts mentionnés précédemment, nous avons observé une diminution inattendue de la densité des NPC dans les cellules Seh1-/- et ¿N-Nup85, qui n'a cependant pas été observée dans le mutant Mios. Ceci indique une fonction de Seh1 dans la régulation de l'assemblage des NPC. Remarquablement, nous avons également observé une réduction de la taille dues noyaux des mutants Seh1 qui n'est pas observée dans les mutants ¿N Nup85, ce qui pourrait refléter un rôle de Seh1 dans le complexe GATOR2. Mes recherches ont élargi nos connaissances sur les différents rôles de Seh1 et ont commencé à aborder la localisation critique de cette protéine.