Academic literature on the topic 'Levure de fission'

La division cellulaire est un processus essentiel requis pour la prolifération des organismes unicellulaires, pour le développement des organismes multicellulaires, ainsi que pour le renouvellement cellulaire dans les tissus et organes. Un contrôle défectueux de la division cellulaire peut conduire à la mort cellulaire ou à une hyper-prolifération cellulaire et contribuer à la progression du cancer. La division cellulaire est donc sous le contrôle de mécanismes de régulation très stricts. Sa dernière étape, la cytocinèse, nécessite un anneau contractile acto-myosique qui se contracte pour permettre le clivage en deux cellules filles. Parallèlement à l'assemblage de l’anneau contractile, des modifications de la composition lipidique de la membrane plasmatique ont lieu avec un impact fonctionnel sur la cytokinèse. S. pombe a été utilisé comme modèle pour disséquer l’impact des lipides dans d`assemblage de l’anneau contractile. Dans la première partie de ma thèse, mon objectif était d’étudier comment les lipides pourraient réguler le positionnement de l’anneau contractile chez la levure S. pombe. J’ai combiné une approche génétique à de l’imagerie sur cellules vivantes de l'assemblage de l’anneau contractile à partir des nœuds précurseurs de l’anneau pour comprendre comment le niveau d'ergostérol affecte le positionnement du plan de division. J'ai constaté que l'augmentation du niveau d'ergostérol empêchait l'assemblage d’actine-F par la formine Cdc12 à partir de nœuds précurseurs, bloquant leur compaction en anneau fin. Comme la stabilité des câbles d’actine n’est pas perturbée globalement et que le phénotype peut être partiellement compensé par inhibition du complexe Arp2/3, en compétition avec les formines, nous proposons que l'augmentation du niveau d'ergostérol dans la membrane plasmique pourrait inhiber l'activité de la formine Cdc12. En plus de l’anneau contractile acto-myosique, la cytocinèse implique un réseau supplémentaire de cytosquelette, les septines, qui forment des filaments au niveau du site de division. Les septines constituent une famille conservée de protéines liant le GTP dont la suppression conduit à des défauts de cytocinèse. Elles servent également d’échafaudages pour les interactions protéine-protéine et/ou de barrières de diffusion pour la compartimentation des protéines pendant la cytocinèse et au-delà. Chez S. pombe, contrairement à S. cerevisiae, les septines arrivent tardivement au site de division et sont seulement impliquées dans les étapes tardives de la cytocinèse, pour promouvoir la séparation des deux cellules filles. Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai décidé d’explorer le comportement dynamique des septines au cours de la progression de la cytocinèse et leurs mécanismes de régulation. En utilisant l’imagerie sur cellules vivantes et des déterminants temporels précis de progression du cycle cellulaire, j’ai identifié une nouvelle étape de recrutement des septines sur le cortex cellulaire à proximité de l’anneau contractile acto-myosique, en un large réseau qui se compacte ensuite en anneau fin. J'ai également trouvé des preuves que Mid2, une protéine de la famille de l'anilline, favorise la compaction des septines et peut agir comme un « bundler » de septines. Cependant, l’analyse de mutants bloqués en mitose indique que cette protéine n’est pas suffisante pour accomplir cette tâche. De plus, j'ai déterminé qu’une activité de Cdk1 élevée permet le recrutement et l’assemblage des septines mais que la voie du SIN est aussi nécessaire pour promouvoir leur recrutement au milieu de la cellule et favoriser leur compaction. Enfin, j’ai trouvé que les niveaux de PIP2 influaient non seulement sur la quantité de septines et de Mid2 associés au cortex médian et leur compaction mais aussi sur le « timing » du recrutement des septines sur le site de division. Ceci démontre que l’organisation des septines dépend d’une série de régulations complexes coordonnées par la machinerie du cycle cellulaire<br>Cell division is an essential process required for the proliferation of unicellular organisms, for the development of multicellular organisms, as well as for cell renewal within tissues and organs. Defective control of cell division can either lead to cell death, or to cell hyper-proliferation and contribute to cancer progression. Cell division is therefore under the control of very tight regulatory mechanisms. In animals and fungi, its final step, cytokinesis, requires an acto-myosin-based contractile ring that constricts to promote sister cell cleavage. Modifications in the lipid composition of the plasma membrane take place during cell division, with functional impact on cytokinesis.Fission yeast is a simple single cell eukaryotic organism which has been extensively used to study cell division because of its stereotyped rode shape, easy genetics and short generation time. In particular, this model system has proved very powerful for the molecular dissection of contractile ring assembly. However remarkably little is known on how membrane lipids regulate contractile ring assembly. In the first part of my PhD, my objective was to study how lipids could regulate contractile ring positioning in fission yeast. I have combined fission yeast genetics with live-cell imaging of contractile ring assembly from precursor nodes to understand how ergosterol levels affect division plane positioning. I have found that increased ergosterol levels prevent F-actin assembly from cytokinetic precursor nodes by the formin Cdc12, avoiding their compaction into a medially placed contractile ring. Since the stability of F-actin cables was not altered altogether and the phenotype could be partially rescued by inhibition of the Arp2/3 complex which competes with formins, we propose that increasing ergosterol levels in the plasma membrane may inhibit the activity of the formin Cdc12.In addition to the contractile ring, cytokinesis involves an additional component of the cytoskeleton, the septins, which form filaments at the division site. Septins are a family of conserved GTP binding proteins whose deletion leads to cytokinetic defects. They also serve as scaffolds for protein-protein interactions and/or as diffusion barriers for protein compartmentalization in cytokinesis and beyond. In fission yeast, in contrast to budding yeast, septins are late at the division site and are only involved in late stages of cytokinesis, to promote sister cell separation. In the second part of my PhD, I decided to explore the dynamic behavior of septins and decipher how they are regulated. Using live cell imaging and precise cell cycle timers, I have identified a new step in the recruitment of septin to the cell cortex in the proximity of the contractile acto-myosin ring, in a broad meshwork that then compacts into a tight ring. I have also found evidence that the anillin-like protein Mid2 is necessary to promote this compaction and may act as a bundler for septin filaments. However, analysis of mutants blocked in mitosis shows that this protein is not sufficient to accomplish this task. Moreover, I have determined that high Cdk activity allows septins and Mid2 initial recruitment and assembly, but the SIN pathway also plays a role in promoting their recruitment at the cell middle and is then required to drive their compactio. Additionally, I have found that PIP2 levels influence not only the amount of septins and Mid2 filaments associated at the medial cortex together with their compaction but also the timing of septin recruitment to the division site. This demonstrates that septin assembly relies on complex regulations coordinated by the cell cycle machinery

Notre équipe s'intéresse à la dynamique mitochondriale, qui contrôle la forme des mitochondries et régule leurs principales fonctions, et dont l'altération provoque des pathologies neurodégénératives. Ce processus correspond à l'établissement d'un équilibre dynamique entre des forces de fusion et de fission des mitochondries. Quand la force de fission est prépondérante les mitochondries apparaissent sous formes de dots isolés les uns des autres. À l'inverse si la force de fusion prédomine les mitochondries apparaissent sous la forme d'un réseau de filaments plus ou moins longs et interconnectés. Récemment, de nombreuses protéines qui contrôlent la dynamique mitochondriale ont été identifiées. Dans notre équipe il a été isolé puis caractérisé l'une d'entre elle, Msp1 chez la levure à fission et OPA1 son homologue humain. Msp1/OPA1 contrôle la fusion des mitochondries et la mort des cellules. Les mutations de OPA1 provoquent une atrophie optique dominante de type 1, qui touche le nerf optique et peut conduire à la cécité. Le sujet de thèse qui m'a été confié concerne l'isolement et la caractérisation de partenaires génétiques de Msp1. Pour cela un préalable était requis : disposer d'un mutant thermosensible de la dynamine. Au cours de la première moitié de ma thèse, j'ai construit un mutant thermosensible de Msp1 porteur d'une mutation du domaine GTPase (P300S) par recombinaison homologue. J'ai ensuite caractérisé ce mutant et recherché des conditions de létalité induites par l’inactivation de Msp1. J'ai montré que cette souche est affectée dans la morphologie de ses mitochondries, sa respiration et présente une sensibilité accrue au stress oxydatif. J'ai également montré que cette souche est incapable de proliférer en milieu galactose ce qui m'a permis de mettre au point un crible génétique visant à isoler des suppresseurs multicopies de la létalité induite par l'inactivation de Msp1. En parallèle à ces travaux, j'ai contribué à l'étude des mécanismes de protéolyse de Msp1p. Msp1p existe chez la levure sous deux isoformes : une forme longue (l-msp1) issue du clivage par la peptidase mitochondriale lors de l'import de la dynamine et une forme courte (s-msp1p) dont la formation était inconnue. A l'aide de mutants de différents protéases mitochondriales que nous avons construits, nous avons montré que la protéase Rhomboïde 1 est impliquée dans la formation de s-msp1p, et que la m-AAA protéase, Paraplégine, contrôle la stabilité de la forme l-msp1p. Nous avons également utilisé ces mutants pour caractériser les mécanismes de protéolyse des huit variants d'épissage d'OPA1, que nous avons surexprimés chez ces levures. Pour la plupart des variants d'épissage, la m-AAA protéase, contrairement aux protéases Yme1p et Rhomboïde 1, est impliquée dans le clivage de la dynamine, permettant de revisiter certains résultats contradictoires parus dans la littérature. Mes travaux de thèse pourraient déboucher sur une meilleure compréhension du rôle de Msp1 et permettre d'identifier de nouveaux acteurs et régulateurs de la dynamique mitochondriale qui pourraient constituer de nouveaux gènes candidats pour des pathologies mitochondriales<br>Mitochondrial dynamics is a regulated interplay between antagonistic fission and fusion forces acting on mitochondrial membranes. This process determines mitochondrial morphology; when fission or fusion predominates, mitochondria appear as isolated dots or as a filamentous and interconnected network, respectively. Proteins that control the morphology of mitochondria have been identified. Our team has isolated and characterized Msp1p in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, and its human orthologue OPA1, which control mitochondrial fusion. Furthermore we have found that mutations in the OPA1 gene are associated with the most frequent form of autosomal dominant optic atrophy that features a progressive loss of retinal ganglion cells, often leading to blindness. Understanding the function of the dynamin Msp1p requires identification of its partners, which was part of my thesis. To perform a genetic screen for msp1+ interactors, I generated a thermosensitive (ts) mutant of msp1+ (Msp1P300S) by homology to a ts substitution described at a position conserved in other dynamins. The mutation was integrated at the msp1+ locus by homologous recombination. I then characterized this mutant to search for conditions of lethality. At restrictive temperature, the mutant had fragmented mitochondria when grown on respiratory, glucose-containing medium, and further showed altered respiration and increased ROS production on non-fermentable ethanol/glycerol-containing medium. Perturbation of colony pigmentation in ade6 background, which relates to mitochondrial dysfunctions, and lethality on non-fermentable galactose-containing media, were also observed. As a perspective, we plan to take advantage of this latter property to screen a cDNA library for the presence of multicopy suppressors of thermolethality. In addition to this work, we have studied the mechanisms of maturation of Msp1p, which is processed into a long and a short isoform (l- and s-Msp1p) during its biogenesis. Using mutants of various mitochondrial proteases, we demonstrated that the two isoforms of Msp1p are independently formed from the same precursor and that generation of s-Msp1p implicates Rhomboid 1. Furthermore, we showed that the m-AAA protease Paraplegin might control the stability of l-Msp1p. These proteases mutants were also used to study the proteolysis of the eight OPA1 splicing variants heterologously expressed in S. Pombe. Most of these variants were only processed by Paraplegin, a finding that could allow to precise contradictory results obtained in mammals where Yme1p and Rhomboid 1 were implicated in the maturation of OPA1. Together, my thesis works will allow to better understand the mode of action of Msp1 in mitochondrial functions and to identify new actors and regulators of mitochondrial dynamics possibly implicated in orphan mitochondrial pathologies