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Dose et cofacteurs des protéines Hox lors du développement des organes de vol chez les insectes

Date
jeu 17 déc 2020
Horaires

8H30

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. GIRAUD Guillaume sous la direction de M. Samir MERABET

Langue(s) des interventions

Description générale

Au cours de l’évolution, les êtres vivants ont développé une étonnante diversité morphologique leur permettant de s’adapter à des environnements très variés. L’un des exemples les plus frappant est la radiation des appendices de vol chez les insectes à partir d’ancêtres possédant deux paires d’ailes très similaires. Plusieurs travaux montrent l’importance d’un gène Hox particulier, Ultrabithorax (Ubx), pour la formation des organes de vol postérieurs. Ceux-ci correspondent à des organes balanciers appelés « haltères » chez les diptères. A l‘inverse, la formation des organes de vol antérieurs est considérée comme indépendante des gènes Hox.
Au cours de mes travaux de thèse, nous avons remis en question ce modèle, et montré que la protéine Hox Antennapedia (Antp) est non seulement produite dans le primordium mais également nécessaire à la formation des ailes antérieures chez la mouche des fruits Drosophila melanogaster. De manière surprenante, le niveau d’expression de Antp est bien en deçà de celui observé pour Ubx dans le primordium d’haltère, et l’augmentation artificielle de ce niveau suffit à transformer l’aile en haltère. A l’inverse, la diminution contrôlée du niveau de Ubx induit une transformation de l’haltère en aile. Ces résultats montrent ainsi que ce n’est pas le type de protéine Hox, ici Antp ou Ubx, mais le niveau d’expression, qui contrôle le programme développemental de type aile ou haltère chez la drosophile. L’analyse du rôle du facteur de transcription Homothorax (Hth) montre également que celui-ci est nécessaire respectivement à l’activation de Antp et à la répression de Ubx dans les primordia d’aile et d’haltère, permettant de mettre en place un profil d’expression spécifique. L’observation d’une corrélation entre variation de dose Hox et formation d’ailes identiques ou différentes dans d’autres lignages d’insectes permet de proposer un nouveau modèle dans lequel les modifications du niveau d’expression des gènes Antp et Ubx pourraient être plus largement responsables de la diversification morphologique des organes de vol au cours de l’évolution des insectes.
Comment la protéine Ubx parvient à spécifier le programme développemental des haltères chez la drosophile reste encore mal compris au niveau moléculaire. En particulier, il est attendu que son activité dose-dépendante puisse reposer sur l’interaction avec d’autres partenaires transcriptionnels. J’ai donc initié deux approches complémentaires originales pour identifier de nouveaux cofacteurs de Ubx. Si l’une des approches n‘a pu aboutir à son terme, l’autre a permis d’identifier un certain nombre de nouveaux partenaires et de révéler une stabilité surprenante du programme développemental de l’haltère.

Gratuit
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