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Etude du rôle du centrosome au cours de la migration des interneurones corticaux

Unité de Recherche

UMR 7104 - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC)
1 rue Laurent Fries 67404 ILLKIRCH

Équipe

Nom : Mécanismes physiologiques et pathologiques du développement cortical

Responsable : JULIETTE GODIN - godin@igbmc.fr

Téléphone du responsable : 0032 4 366 59 55

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 1
- ITA : 1
- Doctorants : 0
- Post-Docs : 1
- Autres : 0

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) 1) Volvert ML, Prevot PP, Close P, Laguesse S, Pirotte S, Hemphill J, Rogister F, Kruzy N, Sacheli R, Moonen G, Deiters A, Merkenschlager M, Chariot A, Malgrange B, Godin JD, Nguyen L. MicroRNA targeting of CoREST controls polarization of migrating cortical neurons. Cell reports (2014) 7: 1168-1183
2) 2) Godin JD, Thomas N, Laguesse S, Malinouskaya L, Close P, Malaise O, Purnelle A, Raineteau O, Campbell K, Fero M, Moonen G, Malgrange B, Chariot A, Metin C, Besson A, Nguyen L. p27(Kip1) Is a Microtubule-Associated Protein that Promotes Microtubule Polymerization during Neuron Migration. Developmental cell (2012) 23: 729-744
3) 3) Godin JD, Colombo K, Molina-Calavita M, Keryer G, Zala D, Charrin BC, Dietrich P, Volvert ML, Guillemot F, Dragatsis I, Bellaiche Y, Saudou F, Nguyen L, Humbert S. Huntingtin is required for mitotic spindle orientation and mammalian neurogenesis. Neuron (2010) 67: 392-406

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : JULIETTE GODIN - godin@igbmc.fr

Téléphone : 0032 4 366 59 55

Co-encadrant : non

Co-tutelle : non

Co-Directeur : non

Concernant le sujet proposé :

Titre : Etude du rôle du centrosome au cours de la migration des interneurones corticaux

Projet : Le cortex cérébral présente une organisation en couches et est divisé en aires distinctes, impliquées dans des fonctions spécifiques (motrice, sensorielle ou cognitive). Le cortex cérébral est composé de deux classes de neurones: les neurones de projection dits excitateurs, et les interneurones dits inhibiteurs. Une coordination très fine entre la génération spatio-temporelle de différents types cellulaires et le contrôle de leur migration ainsi que de leur localisation finale est à la base de la construction d'une structure aussi complexe. La prolifération, la migration et la différenciation neuronale sont des étapes majeures du développement cortical. Le centrosome (CTR), centre organisateur des microtubules, joue un rôle majeur à chacune de ces étapes. De façon intéressante, un dysfonctionnement du centrosome est impliqué dans plusieurs maladies neurodéveloppementales, telles que la microcephalie, la lissencephalie ou certaines ciliopathies. Ainsi, l'identification de nouvelles protéines qui contrôlent la dynamique du centrosome est essentielle pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires régulant la corticogenèse.
Les interneurones sont générés dans les éminences ganglionnaires et migrent de longue distance de façon tangentielle avant de s'intégrer dans la plaque corticale. La migration tangentielle des interneurones est caractérisée par des cycles migratoires successifs comprenant une phase de branchement et une phase de translocation nucléaire, la nucleokinèse, au cours de laquelle le CTR est séparé du noyau. Cette séparation entre le CTR et le noyau est absolument nécessaire à la migration des interneurones. En effet, ceci est un prérequis à l'assemblage d'un cil primaire, organelle qui contrôle la direction de la migration en réponse aux signaux extracellulaires de guidage. Alors qu'il est clair qu'une régulation fine du positionnement du CTR est indispensable à une migration correcte des interneurones, les protéines centrosomales impliquées ne sont pas connues.

Objectifs
Le principal objectif de cette étude est de caractériser les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels le CTR contrôle la migration des interneurones corticaux à la fois en condition physiologique et pathologique. Nous allons adopter une approche par candidat et caractériser en détail : 1) les fonctions de CEP41, une protéine centrosomale mutée dans plusieurs troubles du développement cortical, au cours des différentes étapes de la migation des interneurones ; et 2) les conséquences physiologiques des mutations de CEP41 associés aux troubles du spectre autistique.

Méthode
Afin d'analyser les fonctions de CEP41 au cours de la migration des interneurones, nous allons invalider CEP41 spécifiquement dans les interneurones postmitotiques en croisant des souris CEP41lox avec la souris Dlx5,6:Cre-GFP. Nous évaluerons: 1) la distribution des interneurones invalidés pour CEP41 (GFP+) aux stades clés du développement cortical ; 2) la dispersion intracorticale des interneurones ; 3) la vitesse ; 4) la fréquence de nucléokinèse; 5) la directionalité des interneurones en migration grâce à des enregistrement en temps réel (vidéomicroscopie) sur des coupes de cerveau en culture ; 6) les changements morphologiques (culture d'explants et vidéomicroscopie); et 7) le comportement dynamique du CTR dans le neurones en migration (electroporation ex-vivo d'explants, électroporation focale de coupes de cerveaux avec CentrinII-RFP). L'effet des mutations de CEP41 sur ces fonctions sera évaluer grâce à des expériences de rescue avec les formes sauvages ou mutées de la protéine. Enfin, afin d'élucider les mécanismes moléculaires mis en jeu nous proposons d'analyser, parmi les partenaires moléculaires de CEP41 (criblage à haut débit en cours au laboratoire), ceux qui sont les plus intéressants au regard de leur fonctions connus au cours de la migration/développement des interneurones corticaux.

Compétences souhaitées : Connaissances en neurobiologie, biologie moléculaire et/ou cellulaire et imagerie souhaitées
Connaissances en développement cortical ou dans le domaine du cytosquelette seraient un plus

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : Compétences techniques : Coupes organotypiques de cerveau et culture d'explants, Expérimentation animale, Electroporation in utero et ex-vivo, Immunoflurescence, Vidéomicroscopie- imagerie cellulaire, clonage moléculaire, biochimie (immunoprécipitation, Western Blot)
Champ de connaissance : développement cortical, migration neuronale, centrosome, cytoskelette, microtubule
Autres compétences: esprit d'analyse, présentation de résultats scientifiques (congrès- journal club), travail en équipe