Thèse soutenue le 17 octobre 2001 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Discipline : Biologie

Résumé :
La délétion du locus rotund (rn) de Drosophila melanogaster entraîne un phénotype de raccourcissement des appendices des mouches adultes, associé à une stérilité mâle. La caractérisation moléculaire de la région rn indique qu'elle comprend deux unités de transcription majeures : l'unité rn qui serait notamment impliquée dans la morphogenèse des appendices (S. Saint Pierre, communication personnelle) et l'unité de transcription rnRacGAP qui joue un rôle essentiel au cours du processus de spermatogenèse (Bergeret et al., 2001). Nous montrons par des approches de biologie moléculaire combinées à des tests de fertilité, que les mutants rn qui possèdent une unité de transcription rnRacGAP intacte et fonctionnelle présentent une fertilité partielle. De plus, l'analyse microscopique de l'appareil reproducteur de ces mutants indique qu'ils sont capables de produire des spermatozoïdes motiles, stockés dans les vésicules séminales. Par des expériences de transgenèse et de recombinaisons multiples, nous montrons que la fertilité présentée par ces mutants, est sensible au dosage de rnRacGAP ainsi qu'au contexte génétique. Le produit du gène rnRacGAP, la protéine RotundRacGAP (RnRacGAP), présente une forte homologie de séquence avec la protéine humaine MgcRacGAP (Male Germ Cell RacGAP) qui est une protéine GAP (GTPase Activating Protein) connue pour exercer son activité, in vitro, spécifiquement sur les Rho-GTPases Rac et Cdc42. Ainsi, dans une deuxième étape, nous avons recherché, par une approche biochimique, si RnRacGAP pouvait exercer une activité GAP vis-à-vis des Rho-GTPases. Nous montrons que les Rho-GTPase Rac et Cdc42 sont les substrats spécifiques de RnRacGAP, in vitro. De plus, la perte d'une dose de rnRacGAP augmente le phénotype induit par la surexpression de Rac et Cdc42 dans l'œil, indiquant que RnRacGAP est capable de réguler négativement ces deux cibles, in vivo. Nous avons également utilisé le modèle de fermeture dorsale pendant l'embryogenèse, qui est connu pour être contrôlé par les Rho-GTPases, pour disséquer les effets de la surexpression de RnRacGAP sur la signalisation cellulaire dépendante des Rho-GTPases. Nous montrons que l'expression de RnRacGAP dans l'embryon affecte l'organisation du cytosquelette d'actine et, dans certaines conditions, régule l'expression de gènes cibles de la voie Rac/Jun N-terminal kinase. Enfin, pour déterminer si RnRacGAP peut établir des connexions avec d'autres voies de signalisation cellulaire et mieux caractériser les mécanismes moléculaires impliquant RnRacGAP, nous avons réalisé une mutagenèse de dérégulation et identifié de nouveaux partenaires génétiques de RnRacGAP.

Jury :
Président : Danielle Dhouailly
Rapporteur : Claudie Lamour-Isnard
Rapporteur : Jean-Antoine Lepesant
Examinateur : Michel Satre
Directrice de thèse : Marie-Odile Fauvarque

Mots-clés :
Drosophila melanogaster, génétique, signalisation, GTPase activating protein, Rac, Rho, Cdc42, cytosquelette

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