[PDF] [tel-00766423 v1] Huntingtine et mitose

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Óaria ÓOLINA-CALAVITA

InWiWulé Te la WUèVe J

HUNTINGTINE ET MITOSE

UniverViWé PariV-SuT 11

Pôle J PUyViopaWUologie moléculaire eW cellulaire ƒ"‘"ƒ-‘‹"‡ †ǯƒ......—‡‹Ž J InVWiWuW CurieH équipe HunWingWineH NeurogenèVe eW Cancer CNRS UÓR 3306IINSNRÓ U1005IUniverViWé PariV-SuT 11

OrVayH Ńrance

tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

Résumé

La maladie de Huntington

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative héréditaire auWoVomique TominanWe caracWériVée par George HunWingWon en 1872 (HunWingWonH

2003). ManV Von ouvrage (Ńigure 1)H la TeVcripWion TeV aVpecWV cliniqueV Te la ÓH eVW

remarquablemenW complèWe. Nn 1968H ÓilWon Pexler a commencé la HereTiWary MiVeaVe ŃounTaWion (HMŃ) quanT Va femme éWaiW TiagnoVWiquée avec la ÓH. LGHMŃ recruWe un cerWain nombre Te VcienWifiqueV

pour Wravailler TanV la malaTie. La TécouverWe Tu gène reVponVable Te la ÓH a éWé

obWenue par Nancy S PexlerH fille Te ÓilWon Pexler. Nn 1976H lGéquipe a réaliVé une éWuTe

Te pluV Te vingW anV TanV une ville Tu VeneYuela prèV Tu lac Te Óaracaibo TonW ilV onW

prélevé TeV écUanWillonV Te Vang eW TocumenWé leV TifférenWV inTiviTuV pour Wravailler

Vur une péTigrée commune. CeV Wravaux onW abouWi à lGélaboraWion TGun WeVW VouWenu un granT groupe compoVé Te pluV Te 100 VcienWifiqueV nomméV HunWingWon

Figure 1 La page du document original George Huntington "On Chorea" (1872). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

Disease CollaboraWive ReVearcU Group (HMCRG). Nn 1993H le groupe a faiW éWaW Te la

TécouverWe Tu gène reVponVable Te la ÓH eW Te Va muWaWion aVVociée (TUe —-‹‰-‘ǯ•

Disease Collaborative Research Group, 1993).

LGUiVWopaWUologie Te la ÓH eVW caracWériVé par lGaWropUie Tu noyau cauTé eW le puWamen

TanV la ganglionV Te la baVeH ainVi que le corWex cérébralH la réTucWion Tu poiTV Tu

cerveau TGun maximum Te 25-30% (AylwarTH 2007; RoVaV eW alH 2002;. VonVaWWel F

MiŃigliaH 1998) (figure 2).

conVWiWuenW environ 80% TeV neuroneV VWriaWaux eW leV neuroneV TanV leV coucUeV IIIH IVH V Tu corWex (HeTreen eW al.H 1991). ŃaiW inWéreVVanWH leV inWer neuroneV VWriaWaux VonW paV affecWéV (Rucker eW al.H 2005). NeuroneV reçoivenW TeV Vignaux gluWamaWergiqueV TanV le corWex cérébralH Tonc leV TéfauWV TeV ganglionV Te la baVe-WUalamo-corWicaux voieV impliquéeV TanV le conWrôle moWeur peuvenW conWribuer à la WroubleV cUoréiformeV vu en ÓH (Albin eW al.H 1990). GlobuV palliTuVH le WUalamuVH noyau VouV WUalamiqueH la Figure 2 Atrophie du striatum et du cortex dans le cerveau MH. Cerveaux post mortem chez un patient MH (à gauche) et individu sain (à droite). Particulièrement évident est la perte de cellules dans le noyau caudé (c) et le

putamen (p), ce qui entraîne ventricules latéraux agrandies du cerveau MH. tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

substantia nigra, la matière blanche, et le cervelet peut être affectée de façon marquée

(VonVaWWel F MiŃigliaH 1998). MeV Wravaux récenWV onW égalemenW inTiqué que lGUypoWUalamuV peuW êWre VignificaWivemenW aWropUié cUeY leV paWienWV ÓH (OaVVubek eW alH 2004;. PoliWiV eW alH 2008.).

Le VyVWème Te claVVemenW le pluV courammenW uWiliVé pour évaluer la graviWé Te la

TégénéreVcence ÓH eVW baVé Vur criWèreV macroVcopiqueV eW microVcopiqueV. Le moTèle

Te TégénéreVcence VWriaWale TanV leV WiVVuV poVW morWem claVVe leV caV ÓH en cinq

claVVeV Te graviWé TifférenWV allanW Te 0H en WanW que non TiVcernable neuropaWUologieH à

4H avec 95% Te la perWe neuronale TanV le noyau cauTé (VonVaWWel eW al.H 1985).

La pluparW TeV foncWionnaliWéV cliniqueV Te la ÓH peuW êWre aWWribuée au VyVWème nerveux

cenWral (SNC)H maiV cerWainV aVpecWV Te la malaTie pourraiW êWre liée à TeV anomalieV Tu en TeUorV Tu VyVWème nerveux cenWral. Nn effeWH la perWe Te poiTVH lGaWropUie TeV muVcleVH lGinVuffiVance carTiaqueH lGoVWéoporoVeH lGaWropUie WeVWiculaire eW une TyVfoncWion Te caracWériVWiqueV Te la malaTie VonW cliniquemenW imporWanWeV car ilV réTuiVenW la qualiWé Te vie eWH TanV cerWainV caVH en corrélaWion avec la progreVVion Te la malaTie conWribue à une morW précoce. LeV VympWômeV Te la ÓH comprennenW TeV cUangemenWV Te perVonnaliWé cUeY le paWienW

aTulWeH TeV TyVfoncWionnemenWV moWeurV généraliVéV eW le Téclin cogniWif. Le pic TGâge Te

lGâge aTulWe ÓH eVW compriV enWre 35 eW 50 anV. Un faible pourcenWage TeV paWienWV

(10%) Téveloppe TeV VympWômeV avanW lGâge Te 20. Cela correVponT à la varianWe

juvénile Te la malaTie réVulWe généralemenW Te la WranVmiVVion paWernelle. LGappariWion

précoce eVW aVVociée à une VévériWé augmenWée ainVi que TGune progreVVion Te la malaTie

ManV leV premierV VWaTeVH ÓH eVW aVVociée à WroubleV progreVViveV Tu Wype émoWionnelH

pVycUique eW cogniWif WelV que lGanxiéWéH lGirriWabiliWé eW la TépreVVion. ÓouvemenWV

cUoréiqueV eW la perWe Te la coorTinaWion moWrice VonW obVerveV. SympWômeV fréquemmenW rapporWéV en ÓH comprennenW la perWe Te poiTV progreVViveH moTificaWionV Tu comporWemenW Vexuel eW TeV WroubleV Tu cycle veille Vommeil qui Ve proTuiVenW WrèV WôW TanV lGévoluWion Te la malaTie eW peuW en parWie VGexpliquer par le maladie, les paWienWV monWrenW TeV WroubleV moWeurV Te la parole (TyVarWUrie) eW TifficulWé à avaler (TyVpUagie). La TiminuWion Tu mouvemenW Ténommé Uypo kinéVie

VonW égalemenW préVenW. ManV leV éWapeV ulWérieureVH la ÓH Ve caracWériVe par une

Témence progreVViveH ou lGaffaibliVVemenW progreVVif TeV proceVVuV menWaux impliquéV TanV la compréUenVionH le raiVonnemenWH le jugemenW eW la mémoire (RoVenblaWWH 2007). ManV la pUaVe finale problèmeV moWeurV comme lGincapaciWé à iniWier TeV mouvemenWV (akinéVie) eVW obVervé. LeV paWienWV à un VWaTe avancé ÓH TeviennenW incapableV Te prenTre Voin TGeux-mêmeV. ComplicaWionV poWenWiellemenW morWelleV peuW enWraîner TeV bleVVureV liéeV aux cUuWeV graveVH la malnuWriWionH leV infecWionVH la VuffocaWionH eW inflammaWion. La morW VurvienW

15-20 anV aprèV lGappariWion TeV premierV VympWômeV. À lGUeure acWuelleH il nGexiVWe paV

Te gueriVVemenW. La majoriWé TeV VWraWégieV WUérapeuWiqueV acWuellemenW uWiliVéeV en ÓH

VonW conçuV pour améliorer leV principaux VympWômeV. LeV WraiWemenWV ou méTicamenWV onW TeV avanWageV limiWéVH eW ne peux paV reWarTer ou arrêWer la progreVVion Te la malaTie. Une TeV principaleV prioriWéV TanV le Tomaine Te la ÓH eVW lGiTenWificaWion Te marqueurV biologiqueV ou bio marqueurV. PluVieurV canTiTaWV bio marqueurV ÓH onW émergé au courV TeV TernièreV annéeV. Une combinaiVon Te bio marqueurV cliniqueVH neuro-

imagerieH eW biocUimiqueV VeronW néceVVaireV pour améliorer la préciVionH la VpécificiWé eW

la VenVibiliWé Te Vuivi appariWion Te la malaTie eW Va progreVVion. Nn ouWreH leV bioV

marqueurV VeronW imporWanWV TGévaluer lGefficaciWé TeV WraiWemenWV fuWurV conWre la ÓH.

Le gène HTT eW Va muWaWion

En 1983, après Žǯexpédition Te Nancy Pexler au VeneYuelaH le gène Te la ÓH a éWé

carWograpUié Vur le bouW Te cUromoVome 4 (GuVella eW al.H 1983). MepuiVH 4p16.3 a éWé ÓacMonalTH HaineV eW alH 1989;.. ÓacMonalTH CUeng eW alH 1989; Snell eW alH 1992). Le HMCRG publié la TécouverWe TGun nouveau gène appelé IT15 (inWereVWing WranVcripW 15) avec un polymorpUiVme CAG (cyWoVine-aTénine-guanine) TanV le première exon (TUe

—-‹‰-‘ǯ• ‹•‡ƒ•‡ ‘ŽŽƒ"‘"ƒ-‹˜‡ 2‡•‡ƒ"...Š

"‘—"ǡ ͳͻͻ͵). Lorsque les chercheurs ont examiné ceWWe région Te lGIT15 en non-ÓH conWrôleVH ilV onW conVWaWé que le nombre Te

répéWiWionV CAG varie Te 6 à 35. AnalyVe Te la même région Tu gène IT15 cUeY leV tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

personnes atteintes de la MH a montré que ont toujours 40 ou pluV répéWiWionV CAG. Il a

éWé conclu que lGexpanVion Te répéWiWionV Te WrinucléoWiTeV CAG éWaiW reVponVable Te la

ÓH. Le gène IT15 eVW mainWenanW renommé le gène HTT à cauVe Tu nom aWWribué à la

proWéine (HTT). La TécouverWe Tu gène cauVal Te la ÓH a VWimulé la recUercUeH eW le Wravail eVW concenWre mainWenanW Vur leV mécaniVmeV moléculaireV Te la malaTie. Le gène coTanW pour HTT cUeY leV verWébréV eVW compoVé Te 67 exonV qui VGéWenTenW au- TeVVuV Te 170 kb (figure 4). LeV répéWiWionV (CAG)n VonW ViWuéV TanV le premier exon. LeV allèleV normaux VonW polymorpUeV pour la répéWiWion CAGH conWenanW Te 11 à 35

répéWiWionV CAG. LorVque leV répéWiWionV aWWeinTre 41 ou pluV Te la malaTie eVW

enWièremenW pénéWranWe (ÓcNeil eW alH 1997; RubinVYWein eW alH 1996). PénéWrance

incomplèWe Ve paVVe avec 36-40 répéWiWionVJ ceV perVonneV ne TéveloppenW paV Te ÓHH maiV riVque Te WranVmeWWre la malaTie à leurV enfanWVH connuV VouV le nom Te J

anWicipaWion généWique. CeWWe pUénomène VGexplique par le faiW que leV répéWiWionV CAG

élargiV ne VonW paV VWableV eW onW WenTance à Ve Tévelopper Te généraWion en généraWion

VpécialemenW lorVque le gène Te la malaTie eVW UériWée Te le père (Ranen eW al.H 1995).

TrèV granTeV répéWiWionV CAG Te 60 ou pluV VonW VouvenW aVVociéV à une appariWion Te la

malaTie penTanW lGenfance ou lGaToleVcence (juvénile).

Il exiVWe une forWe corrélaWion inverVe enWre la longueur Te répéWiWionV CAG eW lGâge

TGappariWion Tu moWeur VympWômeV (AnTrew eW al.H 1997). Un Wravail récenW monWre que

préVence TGun Teuxième allèle élargie nGonW paV TGinfluence lGâge TGappariWion TeV

Figure 3 Gène humain HTT. L'extrémité 5' de HTT a une séquence (CAG)n répétitions. 35 répétitions ou moins ne sont

pas associés à la MH. Le seuil pathologique est définie par au moins 41 répétitions CAG. La pénétrance incomplète se

passe avec 36 à 41 répétition. 60 ou plus répétitions sont souvent associés à une apparition juvénile (avant 20 ans).

HTT est situé sur le court (p) du bras de chromosome à 4 la position 16,3. tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012 manifestations motrices, ce qui indique que le taux de la pathogenèse ÓH menanW à moWeur TiagnoVWic eVW TéWerminé par une acWion complèWemenW TominanW le pluV long Te

lGallèle expanVé (Lee eW al.H 2012). TouWefoiVH le nombre Te répéWiWionV CAG repréVenWe

environ 60% Te la variaWion TanV lGâge Te manifeVWaWionV Te la malaTie. CeWWe obVervaWion Vuggère lGexiVWence Te moTificaWeurV environnemenWaux eW généWiqueV.

PluVieurV éWuTeV onW révélé quGun granT enVemble Te gèneV TiVWincWV Tu locuV ÓH lui-

même pourraiW conWribuer à moTifier appariWion Te la malaTie eW la progreVVion (CUaWWopaTUyay eW alH 2003;. Jianliang Li eW alH 2003;. PexlerH 2004).

ŃaiW à noWerH TGauWreV malaTieV neuroTégénéraWiveV VonW égalemenW cauVée par une

expanVion CAG anormale TanV un Veul gène. Il réVulWe en une agrégaWion TeV proWéineVH enVemble Te neuroneV. Cela comprenT neuf malaTieVJ aWropUie muVculaire Vpinale eW (SCA) 1H2H3H6H7H12H17. Le gène HTT coTe la proWéine UunWingWine (HTT)H une large proWéine Voluble avec un poiTV moléculaire TG 350kM. LeV (CAG)n VonW converWiV en une répéWiWion Te gluWamineV (Q). HTT a peu TGUomologie à TGauWreV proWéineVH maiV eVW bien conVervée Te la moucUe

D. melanogaster à leV mammifèreVH ce qui Vuggère un rôle cenWral TanV la lGUoméoVWaVie

cellulaire. TroiV TomaineV puWaWifV pour la HTT onW éWé iTenWifiéV TanV mulWi alignemenW correVponTanW à la HTT Uumaine J aciTeV aminéV 1 à 386 (HTT1)H 683-1H586 (HTT2)H eW

2H437-3H078 (HTT3). Le fragmenW NH2-Werminal (HTT1) eVW le pluV récemmenW évoluéH

WanTiV que la parWie COOH-Werminale correVponT à la parWie la pluV conVervée parmi WouV leV animaux (RuccaWo eW al.H 2010). HTT eVW une proWéine Te 350kMa. CeWWe maVVe moléculaire élevée empêcUe la proTucWion Te criVWaux eW Te VpecWroméWrie Te maVVe pour éluciTer Va VWrucWure. JuVquGà ce jourH il nGexiVWe paV Te TonnéeV préciVeV Vur la

VWrucWure Te la proWéine.

HTT eVW exprimée Te manière ubiquiWaire TanV lGorganiVme; leV niveaux pluV élevéV Ve WrouvenW TanV le cerveau eW leV WeVWiculeV. ManV le cerveauH la HTT peuW êWre Wrouvé au pluV UauW niveau au corWex cérébelleuxH le néocorWexH le VWriaWum eW lGUippocampe (TroWWier eW al.H 1995). Aux niveaux VouV-cellulaireVH HTT a une granTe TiVWribuWion. La

HTT eVW aVVociée à une variéWé TGorganiWeVH y compriV le noyauH le réWiculum

enToplaVmique (RN)H le complexe Te GolgiH eW la miWocUonTrie (HilTiWcU-Óaguire eW alH tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

2000;. Hoffner et al, 2002; Kegel et al, 2002.; Panov eW alH 2002;. SWreUlow eW alH 2007). La

HTT Ve reWrouve égalemenW TanV leV neuriWeV eW au niveau TeV VynapVeVH où quGil aVVocie

à TifférenWeV VWrucWureV véViculaireV WelV que leV véViculeV recouverWeV Te claWUrineH

comparWimenWV enToVomaleV eW leV microWubuleV (ÓT) (Mifiglia eW alH 1995;. HilTiWcU- Óaguire eW alH 2000;. Hoffner eW alH 2002;. Velier eW alH 1998). Le TéveloppemenW anormal Te (Q)n (polyQ) par leV aciTeV nucléiqueV (CAG)n provoque la ÓH. La ÓH a une WranVmiVVion auWoVomique TominanWe. Ceci Vuggère que la muWaWion conTuiW à un gain Te foncWion Woxique. Nn conVéquenceH pluVieurV moTèleV cellulaireV eW

animaux onW éWé TéveloppéV par une VurexpreVVion Te HTT muWanW. ÓaiV il a éWé prouvé

que la perWe Te la foncWion proWecWrice Te la HTT pourraiW agir en Vynergie avec le gain Te foncWionV WoxiqueV (figure 4). La HTT muWanW Ve Wrouve à la foiV TanV le noyau eW le leV effeWV Te la HTT muWanW nucléaire Ve concenWre principalemenW Vur la TérégulaWion WranVcripWionnelleH alorV que la WoxiciWé Te HTT TanV le cyWoplaVme implique un TyVfoncWionnemenW ubiquiWineIproWéaVomeH lGacWiviWé TeV caVpaVeV eW la morW cellulaireH TyVfoncWionnemenW VynapWiqueH exciWoWoxiciWéH TyVfoncWionnemenW miWocUonTrialH lGauWopUagie eW une alWéraWion Tu WranVporW axonal. tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

La mitose

Le cycle cellulaire eucaryote est traditionnellement divisée en quatre phases VucceVViveVJ G1H SH G2 eW Ó. G1H S eW G2 enVemble VonW appeléV inWerpUaVe. ManV une cellule Uumaine Wypique prolifèrenW en culWureH lGinWerpUaVe pourraiW occuper 23 UeureV proTuiW au courV Te la pUaVe S (S pour VynWUèVe). AprèV la pUaVe SH la VégrégaWion TeV cUromoVomeV eW la TiviVion cellulaire Ve paVVe TanV la pUaVe Ó (Ó pour miWoVe). La pUaVe Ó comprenT une Vérie TGévénemenWV TramaWiqueV que commencer par la TiviVion nucléaire. La pluparW TeV celluleV onW beVoin Te beaucoup pluV Te WempV à Ve Tévelopper eW Toubler leur maVVe leV proWéineV eW leV organiWeV que ilV onW beVoin pour répliquer leur AMN. Pour Tonner pluV Te WempV pour la croiVVanceH leV G pUaVeV (G pour gap) VonW inVéréV TanV la pluparW TeV cycleV cellulaireVJ une pUaVe G1 enWre Ó pUaVe Te la pUaVe S

Figure 4 Les principaux mécanismes de pathogénèse cellulaires dans la MH. (A): la mutation dans HTT provoque un

changement de conformation de la protéine qui conduit à un repliement/dépliement partiel ou anormale de la

protéine, qui peut être corrigée par des chaperons moléculaires. La HTT mutant pleine longueur est clivée par des

protéases dans le cytoplasme. Dans une tentative pour éliminer la HTT toxique, les fragments sont ubiquitinées et

ciblées au protéasome pour dégradation. Toutefois, le protéasome devient moins efficace dans la MH. L'induction de

NH2-terminales contenant des répétitions polyQ s'accumulent dans le cytoplasme de la cellule et interactionnent

avec plusieurs protéines provoquant une insuffisance de la signalisation du calcium et la homéostasie (C) et la

dysfonction mitochondriale (D). (E): fragments N-terminales de HTT mutants transloquent vers le noyau où vont

affecter la transcription des gènes ou former des inclusions intranucléaires. (F): la mutation de la HTT modifie le

transport vésiculaire. (Adapté de Zuccato et al., 2010). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012 et G2 et une phase entre la phase S et M. Les deux phases écart aussi le temps pour la cellule Te Vurveillance Te lGenvironnemenW inWerne eW exWerne afin Te VGaVVurer que leV

conTiWionV VonW approprié eW leV préparaWifV VonW WerminéV avanW que la cellule VGengage à

leV granTV bouleverVemenWV Te S eW Ó pUaVeV. La pUaVe G1 eVW parWiculièremenW imporWanW à ceW égarT. Sa longueur peuW varier conViTérablemenW en foncWion TeV conTiWionV exWérieureV eW TeV Vignaux exWracellulaireV provenanW TGauWreV celluleV. Si leV conTiWionV exWracellulaire VonW TéfavorableVH par exempleH leV celluleV peuvenW reWarTer

le progrèV à WraverV G1 eW peuW même enWrer TanV un VpécialiVée éWaW Te repoV connue

VouV le nom G0 (G Yéro). Si leV conTiWionV VonW favorableV eW leV Vignaux exWracellulaireV

Te croiVVance eW TiviVion VonW préVenWVH leV celluleV en G1 ou G0 TébuW progrèV grâce à un

engagemenW poinW procUe Te lGexWrémiWé Te G1 connu VouV le nom Te TébuW (cUeY la levureV) ou le poinW TGéWranglemenW (cUeY leV celluleV Te mammifère). AprèV avoir paVVé

ce poinWH leV celluleV Ve VonW engagéV à la réplicaWion Te lGAMNH même Vi leV Vignaux

exWracellulaireV qui VWimulenW la croiVVance eW la TiviVion cellulaire VonW éliminéV (AlberWV eW al.H 2002). La miWoVe eVW TiviVé en TifférenWeV pUaVeV (figure 5). À la propUaVeH leV cUromoVomeV Ve conTenVenW eW reproTuiW eW le fuVeau miWoWique conVWiWué Te ÓTV eVW aVVemblé enWre leV Teux cenWroVomeV qui onW Véparé eW Ve Téplacer TanV TeV TirecWionV oppoVéeV. AprèV la rupWure Te lGenveloppe nucléaire cUromoVomeV joinTre à la brocUe ÓT via leurV kinéWocUoreV eW VubiVVenW un mouvemenW acWif verV une poViWion TGéquilibre enWre leV

Teux pôleV Tu fuVeauH alignanW ainVi à lGéquaWeur Te la brocUe (proméWapUaVe). PôleV Tu

fuVeau VonW en inWeracWion avec leV cUromoVomeV à WraverV la brocUe ÓTH maiV auVVi avec le corWex TGacWine Te la cellule miWoWique WraverV aVWral ÓT. Un équilibre compleW eVW (anaphase), où une nouvelle enveloppe nucléaire reconVWruiW auWour TGeux penTanW la WélopUaVe. ŃinalemenWH la mère cellule conVWricWion Tue à lGaugmenWaWion Te la

conWracWiliWé acWo-myoVine à lGéquaWeur cellule TonnanW naiVVance à Teux celluleV filleV.

tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

LorV Te la miWoVeH le fuVeau miWoWique qui aVVure la VéparaWion Te la maWière généWique eW

leV poViWionV le Villon cyWokinèVeH coorTonne Tonc caryocinèVe eW la cyWokinèVe. Le fuVeau miWoWique (figure 6) eVW une VWrucWure allongée Tynamique compoVée Te WroiV claVVeV Te

ÓTS à parWir Te nucléaWion pôleV Tu fuVeauJ kinéWocUore-fibreV (O-fibreV) Te fixer Vur leV

cUromoVomeV Te Véparer •à—" chromatides à l'anaphase; inWerpolaire ÓT former un réVeau anWiparallèle enWre leV pôleV Tu fuVeau eW VonW impliquéV TanV le poViWionnemenW Tu Villon TanV la cyWokinèVe eW ÓT aVWral Tynamique ancrer le fuVeau miWoWique verV le corWex eW parWicipenW égalemenW à un poViWionnemenW Villon.

Te WubulineH une propriéWé Ténommée "lGinVWabiliWé Tynamique». ÓT inVWabiliWé

Tynamique TeV microWubuleV permeW Te VonTer TeV leV ViWeV TGancrageH eW peuW êWre

couplé à la brocUe Te poViWionnemenW Te généraWion Te force. poViWionnemenW Te la

brocUe implique généralemenW Te WracWion TeV forceV exercéeV Vur leV microWubuleV aVWrauxH qui peuvenW êWre proTuiWeV par pluV-enT TépolymériVaWion TeV ÓTV aVWrale qui

reVWenW aWWacUéV au corWex cellulaireH ÓT-corWicale ci-joinW moinV la fin Te lGacWiviWé

orienWée verV moWeur ou la WranVlocaWion Te ÓT-enTV ainVi que par lGaWWacUemenW à

Figure 5 La mitose et de la cytocinèse. 1) Prophase. Centrosomes dupliqués migrent autour du noyau. 2)

Prometaphase. le nucléaire enveloppe se décompose permettant de se déplacer MT chromosomes à l'équateur.

déplacées vers les pôles opposés. Espacement augmente pôle-pôle. 5) Télophase. enveloppes nucléaires montés

constriction broche zone médiane dans une structure appelée coque centrale. Les deux cellules filles sont

séparés. (Adapté de Alberts et al., 2002). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012 l'actine à base de moWeurV. RèglemenW Te ÓT inVWabiliWé Tynamique eVW eVVenWielle pour le poViWionnemenW Te brocUe correcWe (Siller F MoeH 2009).

Le développement neurologique

Le développement neurologique est le processus qui génère, la forme et remodèle le VyVWème nerveux (SN)H TèV leV premierV VWaTeV Te lGembryogenèVe leV TernièreV annéeV Te vie. La Nouvelle-ÉcoVVe eVW un VyVWème TGorganeV qui Ve compoVe Te Teux parWieVJ le VyVWème nerveux cenWral (SNC) eW le VyVWème nerveux péripUérique (SNP). NSV Ve WrouvenW TanV la pluparW TeV animaux pluricellulaireVH maiV varienW granTemenW en complexiWé. MéfauWV Te neuroneV TéveloppemenW peuW conTuire à cogniWifH moWeur eW Téficience inWellecWuelleH ainVi que neurologique WroubleV. Le TéveloppemenW Tu proTuiW NS en WroiV pUaVeVJ TGaborTH leV celluleV nerveuVeV VonW généréV par TiviVion cellulaireH puiVH ayanW ceVVé Te TiviVionH ilV envoienW TeV axoneV eW TeV TenTriWeV pour former Figure 6 Les trois sous-classes de la broche MT. (A) broche métaphase schématique, montrant ses trois sous-classes différentes MT: interpolaire MT (orange), K-fibres (rouge) et MTS astral (vert). Le '+' indique la fin de la plus-MT. (B-D) Représentation de la trois types de broche MT et leurs propriétés dynamiques. MT astral avoir des propriétés dynamiques qui sont similaires à ceux de la interpolaire MTs. K-fibres sont moins dynamiques et soumis à un flux constant vers les pôles tubuline (flèches). T1 / 2 est la demi-vie moyenne. (Adapté de Meunier & Vernos, 2012). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012 synapses prodigues avec d'autres cellules isolées de sorte que la communication peut commencer; enfinH le VyVWème Te connexionV VynapWiqueV eVW raffiné eW remoTelé Velon le moTèle Te lGacWiviWé élecWrique TanV le réVeau Te neuroneV (pour revue AlberW eW al.H

2002).

Au courV Tu TéveloppemenWH leV celluleV VoucUeV neuraleV (NSC) TonnenW lieu à WouV leV neuroneV Tu VyVWème nerveux cenWral TeV mammifèreV. IlV VonW égalemenW à lGorigine TeV Teux WypeV Te celluleV glialeV Tu VyVWème nerveux cenWralH TanV leV aVWrocyWeV eW oligoTenTrocyWeV. NSC exiVWenW non VeulemenW TanV le NS TéveloppemenWH maiV auVVi TanV le NS aTulWeV Te WouV organiVmeV Te mammifèreVH TonW leV UumainV (GageH 2000). Le cerveau aTulWe monWre une neuroplaVWiciWé élevé. La neurogenèVe conWinue TanV la vie aTulWe TanV reVWreinWV coucUeV germinaleV. À lGâge aTulWeH leV Teux TeVWinaWionV principaleV Te la neurogenèVe VonW la Yone VouV- venWriculaire (RSV) aTjacenWe à la parWie laWérale venWriculeV eW la Yone VouV-granulaire (RSG) TanV le gyruV TenWé Te lGUippocampe. VerWébréV neurogenèVe embryonnaire eVW un proceVVuV UauWemenW Tynamique au courV Te laquelle un nombre limiWé Te NSC proTuire un nombre WrèV varié Te WypeV Te celluleV glialeV eW neuroneV. NSC VonW iniWialemenW comme un une Veule coucUe Te celluleV neuroépiWUélialeV (NNSCV) formanW le Wube neural. CeV celluleV VubiVVenW TGaborT une pUaVe Te proliféraWion maVViveH au courV Te laquelle leur nombre augmenWe Te façon

exponenWielle à WraverV TiviVionV VyméWriqueV. PluV WarTH le VyVWème paVVe en moTe

neurogène au courV Te laquelle progéniWeurV neuro commencenW à Ve TiviVer Te manière aVyméWrique Te VGauWo renouveler eW Te proTuire une TeVcenTance pluV engagée (figure 7). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

Figure 7 NSC dans le développement et dans le cerveau adulte. Cellules neuro-épithéliales dans le développement

précoce diviser symétriquement de générer plus de cellules neuro-épithéliales. Comme le développement de

l'épithélium cerveau s'épaissit, les cellules neuro-épithéliales allongées et convertir en cellules gliales radiales (RG)

des cellules. Les cellules du receveur diviser de manière asymétrique pour générer des neurones directement ou

indirectement par l'intermédiaire des cellules progénitrices intermédiaires (nIPCs). RG cellules ont apicale-basale

polarité: apex, RG communiquer avec le ventricule, où ils projettent un cil primaire unique, à la base, RG contact avec

les méninges, bateaux lame basale, et le sang. A la fin du développement embryonnaire, la plupart RG commencent à

se détacher du côté apical et les convertir en astrocytes alors que la production continue SOTI. Une sous-population

de RG rester en contact apical et continuer à fonctionner comme NNC dans le nouveau-né. Cellules de type B

continuent de fonctionner comme NNC chez l'adulte. CIB, cellules progénitrices intermédiaire; MA, manteau, MZ, la

zone marginale; NE, neuroépithélium; NIPC, cellules progénitrices neurogène; SOTI, cellules progénitrices

oligodendrogliome, RG, la glie radiale; SVZ, zone sous-ventriculaire; VZ, zone ventriculaire. (Adapté de Kriegstein &

Alvarez-Buylla, 2009). tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

Le conWexWe Tu projecW

HTT est une grosse protéine exprimée Te manière ubiquiWaire. ATreVVanW Va foncWion normale eVW une prioriWé TanV afin Te comprenTre la paWUologie ÓH. ManV ce conWexWeH

mon projeW Te WUèVe a éWé conVacré à la valiTaWion foncWionnelle TGun nouvel ouWilH pARIS-

UWW eW la TeVcripWion Tu rôle HTT lorV Te la miWoVe. Générer et valider un gène HTT synthétique pour étudier ses fonctions normales

TanV un conWexWe Te pleine longueur

Grande taille Te la HTT a enWravé leV éWuTeV uWiliVanW la proWéine Te pleine longueur.

JuVquGà ce jourH la pluparW TeV moTèleV pour la ÓHH y compriV leV lignéeV cellulaireVH leV

moucUeVH leV verVH leV poiVVonV YèbreVH leV VouriV eW leV raWVH onW éWé généréV en uWiliVanW

uniquemenW le lGexon 1 Tu HTT. TenanW compWe Tu faiW que lGexon 1 ne repréVenWe que

3% Te la HTT pleine longueurH lGélaboraWion TGun nouvel ouWil qui permeW lGexpreVVion Te

la proWéine Te longueur WoWale eW la éWuTe Te la foncWion Te Wype Vauvage HTT éWaiW

crucial. NouV avonV conçu une conVWrucWion appelée pARIS-UWW coTanW pour la proWéine pleine longueur avec une expanWion Q Te Wype Vauvage (23Q) ou paWUologique (100Q). NouV avonV valiTé pARIS-UWW en uWiliVanW un WeVW Te reformaWion Tu Golgi. NouV avonV uWiliVéV celluleV HeLa exprimanW Te façon VWable la GŃP-mannoViTaVe II qui nouV onW permiV Te Vuivre le TéVaVVemblageIaVVemblage Te parWiculeV Tu Golgi aprèV la TépolymériVaWion celluleV neuronaleV Te VouriV en uWiliVanW viTéomicroVcopie 3M rapiTe. Le role Te la HTT TanV lGorganiVaWion eW lGenWreWien Te lGappareil Te Golgi comme ainVi que TanV la Tynamique véViculaireV VonW liéV à lGinWeracWion enWre HTT eW leV compoVanWV Tu complexe TynéineITynacWine (CaviVWon eW alH 2007; Colin eW alH 2008; GauWUier eW alH

2004; Rala eW alH. 2008). Pour ceWWe raiVonH nouV avonV égalemenW généré TeV verVionV

muWanWeV Te pARIS-UWW incapableV TGinWeragir avec VeV parWenaireV proWéiqueV WelV que la

Tynéine eW HAP1.

Étudier le rôle de la HTT Te Wype Vauvage eW muWanW lorV Te la miWoVe Compte tenu des signes neurologiques prédominants et frappant Te morW neuronale

TanV la ÓHH la pluparW TeV éWuTeV Vur la foncWion Te la HTT onW miV lGaccenW Vur leV tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

neurones post-miWoWiqueV eW onW miV en éviTence un rôle majeur Te la HTT TanV la WranVcripWionH lGapopWoVe eW le WranVporW axonal. NéanmoinV HTT eVW une proWéine TGécUafauTage eW a Te nombreux inWeracWeurV. À lGinWérieur Te la celluleH HTT Ve Wrouve TanV le noyau eW TanV le cyWoplaVmeH en neuriWeV eW au niveau TeV VynapVeV eW il aVVocie leV TiverV organiWeV eW VWrucWureV. Nn ouWreH leV moWeurV moléculaireV impliquéV TanV le WranVporW véViculaire eW avec lequel inWeragiW HTTH VonW imporWanWeV pour poViWionnemenW correcWe Tu fuVeau miWoWique penTanW la TiviVion cellulaire. Nn première approcUeH nouV avonV éWuTié la perWe Te foncWion Te la HTT Te Wype Vauvage TanV leV celluleV en TiviVion. NouV avonV appauvri la HTT enTogène TanV TeV celluleV en culWure en uWiliVanW TeV ViRNA. NouV avonV meVuré lGangle Te TiviVion eW la localiVaWion Te proWéineV imporWanWeV impliquéeV TanV la TiviVion cellulaireJ NuÓAH TynéineH p150Glued.

In vivo, nous gène inacWivé Htt, par électroporation in utero eW par ablaWion généWiqueH eW

nouV avonV meVure le plan clivage Te progéniWeurV eW leur Tevenir cellulaire penTanW la corWicogenèVe. Nn WanW que moTèle cellulaire Te TiviVion aVyméWriqueH nouV avonV uWiliVé

Il a éWé rapporWé que la muWaWion polyQ Te la HTT conTuiW à la TéVorganiVaWion Tu

cenWroVome eW un perWurbaWion Tu cycle cellulaire conTuiVanW à une aneuploïTie TeV celluleVH TeV micronoyaux eW TyVmorpUique (SaWUaVivam eW al.H 2001). La neurogenèVe

aTulWe affaibli a éWé révélé TanV le MG TeV moTèleV VouriV Te ÓH (PUillipV eW alH 2005;

SimpVon eW alH 2010). Nn revancUeH la neurogénèVe embryonnaire en conTiWion ÓH a éWé peu aborTé. TouWefoiVH leV paWienWV en pUaVe proTromale avec la muWaWion ÓH onW une pluV peWiWe volume inWracrânienne Tu cerveau aTulWe par rapporW aux WémoinV qui pourraienW réVulWer TGune anomalie Tu TéveloppemenW (NopouloV eW al.H 2010). AinViH il VGagiVVaiW TGune queVWion prioriWaire pour nouV TGaborTer lGeffeW Te lGexpanVion polyQ penTanW la TiviVion cellulaire eW la neurogenèVe embryonnaire. LeV premièreV obVervaWionV onW éWé faiWeV en ce qui concerne la Tynamique Te ÓT TanV TeV conTiWionV Vauvage eW polyQ eW meVure Te lGangle Te TiviVion. NouV avonV uWiliVé TeV celluleV HeLa WranVfecWéeV avec conVWrucWionV pour la HTT Te Wype Vauvage eW muWanWH TeV lignéeV cellulaireV TérivéeV Te VouriV knock-in eW TeV fibroblaVWeV embryonnaireV Te

CLIP-170H eW Tynéine a égalemenW éWé effecWuée. NouV avonV exploré le rôle Te la

pUoVpUorylaWion Te la HTT à la Verine 421 (S421) par AkW en uWiliVanW anWicorpV tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

phospho-HTT VpécifiqueV eW muWanWV poncWuelleV pour leV ViWeV Te pUoVpUorylaWion Te la HTT. Nn ce qui concerne la neurogenèVe embryonnaireH nouV uWiliVé TeV moTèleV Te VouriV ÓH pour meVurer le plan Te clivage TeV progéniWeurV neuronaux à TeV VWaTeV

TifférenWV. Le TeVWin cellulaire TeV celluleV nouvellemenW généréeV a égalemenW éWé

éWuTié. Pour conclureH nouV avonV uWiliVé moTèleV M. melanogaVWer pour la ÓH eW analyVé

la TiviVion TeV celluleV.

Résultats

1. pARIS-UWWH un nouvel ouWil pour éWuTier la HTT

Article I J Raúl ParTo*H Maria Molina-CalaviWa*, Ghislaine Poizat, Guy Keryer, Sandrine Humbert and

ŃréTéric SauTou. pARIS-UWWJ an opWimiVeT expreVVion plaWform Wo VWuTy UunWingWin revealV functional

TomainV requireT for veVicular Wrafficking. Mol. Brain. 2010. *equal first authors HTT est une protéine multi-Tomaine TonW la foncWion nGeVW paV encore enWièremenW compriV. CeWWe abVence Te lGinformaWion eVW Tue en parWie à la TifficulWé Te manipuler granTV fragmenWV TGAMN à lGaiTe Te WecUniqueV claVViqueV Te clonage moléculaire. Par conVéquenWH peu TGéWuTeV onW porWé Vur le foncWion (V) cellulaire Te HTT pleine longueur eW Von TyVfoncWionnemenW (V) aVVocié à la malaTie. NouV TécrivonV vecWeur VynWUéWique pleine longueur pour la HTT appelé pARIS-UWW (Adaptable, RNAi Insensitive & Synthetic). pARIS-UWW a éWé conçu TanV le buW Te faciliWer la muWagenèVeH le marquage eW le clonage TanV TeV plaVmiTeV TGexpreVVion TifférenWV. Pour y parvenirH lGAMNc coTanW pour WouWe la longueur HTT Uumain a éWé moTifié. Nn conVéquenceH pARIS-UWW eVW inVenVible à quaWre ViRNA TifférenWV permeWWanW TeV éWuTeV Te remplacemenW Te gèneVH conWienW TeV ViWeV Te reVWricWion uniqueV (URSS) eW ViWeV Te clonage Te VéquenceV eW mulWipleV (ÓCS) à lGexWrémiWé N eW C-WerminaleV.

HTT réglemenWe la TynéineITynacWine TépenTanW Te Wrafic Te véViculeVH WelV que leV

(CaviVWon eW alH 2007.; GauWUier eW al.H 2004). Sur ceWWe baVeH nouV avonV uWiliVé TifférenWV WeVWV cellulaireV pour valiTer leV conVWrucWionV pARIS-UWW. NouV avonV TémonWré que Te Wype Vauvage Te pARIS-UWW compenVe le TéfauW inTuiW par la abVence Te HTT enTogène TanV la reformaWion Te lGappareil Te Golgi VuiWe à une perWurbaWion ÓT réverVible. Me

forme muWanWe Te pARIS-UWW qui conWienW une expanVion 100Q ainVi que la HTT VoiW tel-00766423, version 1 - 18 Dec 2012

dépourvue TeV TomaineV TGinWeracWion avec HAP1 ou Tynéine VonW incapableV Te Vauverquotesdbs_dbs23.pdfusesText_29

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