ETUDE CINEMATIQUE ET FONCTIONNELLE DU CENTROSOME DES<br />CELLULES DE VERTEBRE - Institut Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

A cinematic and functional study of the centrosome of vertebrate cells

ETUDE CINEMATIQUE ET FONCTIONNELLE DU CENTROSOME DES
CELLULES DE VERTEBRE

Matthieu Piel

Résumé

This thesis deals with the function of the centrosome in Vertebrate cells.
It contains a large introdution in three parts : history of the centrosome field and major discoveries from late XIXth Century to nowadays, a comprehensive review of the current knowledge and a phylogenetic study of the centrosome organelle.
The experimental data rely largely on combining various types of microsopy, in particular time-lapse recordings of the centriole mouvements at various stages of the cell division cycle.
Unfortunately, all the Introduction and discussions are in French and you will benefit very little from it if you are not fluent in this language ; But most of the experimental data have been published. They are in english in the thesis and you can also find them on the web (Piel M , Bornens M and others) in the journals : Methods in Cell Biology (2002), Journal of Cell BIology (2000, 2002a and 2002b) and Science (2001) for my PhD papers as a first author (major contribution).
Cette thèse tente d'aborder, avec quelques détours, deux questions centrales concernant le
centrosome des vertébrés : son rôle dans la motilité cellulaire et son rôle dans le cycle de
division cellulaire.
Après une introduction en trois parties (un tour d'horizon dans une optique historique, un
exposé détaillé des connaissances actuelles, puis une réflexion plus générale sur des bases
phylogénétiques), deux travaux sont présentés : une étude des rôles respectifs des deux
centrioles du centrosome des cellules de vertébrés, puis une étude du comportement
particulier du centrosome dans ces cellules en sortie de mitose.
L'ensemble de ce travail se fonde sur un outil précieux : l'établissement de lignées cellulaires
qui expriment de manière stable la centrine 1 humaine couplée à la GFP, ce qui constitue un
excellent marqueur des centrioles et de leur stade de maturation. En effet, le centrosome des
vertébrés contient deux structures microtubulaires appelée centrioles qui se reproduisent en
synchronie avec le cycle de division cellulaire par un mécanisme de duplication, un nouveau
centriole étant assemblé à proximité de chaque centriole présent. Il y a donc dans chaque
cellule, après une mitose, un nouveau et un ancien centriole aussi appelés centriole parental
ou centriole père et centriole fils.
La première étude, après avoir succinctement défini le comportement des centrioles dans les
différentes phases du cycle, se concentre plus précisément sur la phase G1 pendant laquelle il
a pu être observé que les deux centrioles peuvent transitoirement se séparer de plus de dix
microns. L'un des deux centrioles, qui a pu être identifié comme le centriole le plus jeune, a
une mobilité parfois importante, alors que le plus ancien, qui est associé à l'aster de
microtubules par des appendices qui sont caractéristiques de son ancienneté reste près du
centroïde de la cellule. La différence d'abondance des microtubules à proximité des deux
centrioles a pu être attribuée à une régulation différentielle de l'ancrage : le centriole le plus
ancien capture les microtubules qui sont nucléés dans un rayon de quelques microns autours
de lui, alors que le centriole fils, qui a une capacité de nucléation équivalente, a une capacité
d'ancrage des microtubules réduite. Ainsi, quand les deux centrioles sont éloignés l'un de
l'autre, de nombreux microtubules libres peuvent être observés dans la cellule, au contraire,
quand ils sont proches, la plupart des microtubules cellulaires sont ancrés sur le centrosome
(et en particulier sur le centriole père). Nous avons donc proposé que la cellule puisse
modifier son réseau microtubulaire en modulant la distance intercentriolaire.
La deuxième étude présentée porte sur un comportement particulier du centriole parental en
fin de mitose : après que les cellules se sont étalées, mais alors qu'elles sont encore reliées par
un pont cytoplasmique, les deux centrioles, dans chaque cellule fille, se séparent puis le
centriole parental quitte sa position centrale et stationne pendant 10 à 30 minutes à proximité
du pont cytoplasmique intercellulaire. Le pont se pince alors de chaque côté de la pièce
intermédiaire puis se rompt lorsque le centriole parental regagne sa position près du noyau.
Nous avons pu déterminer que le pincement du pont correspondait au détachement des
faisceaux de microtubules qu'il contient. Nous avons ensuite, à l'aide de drogue qui
dépolymérisent les microtubules, suggéré l'existence d'un contrôle de la présence du centriole
parental dans le pont. Nous avons étudié des cas de cellules acentriolaires et pu mettre en
évidence des défauts liés à la cytocinèse. Enfin, il nous est apparu, à la suite d'expériences sur
des substrats plus ou moins adhésifs que l'adhésion de la cellule à son substrat est un des
paramètres clé de la régulation de cet événement de fin de mitose.
Des interprétations plus spéculatives sont proposées dans les discussions qui suivent l'exposé
des résultats, ainsi que des expériences pour les tester.
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Dates et versions

tel-00012067 , version 1 (30-03-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00012067 , version 1

Citer

Matthieu Piel. ETUDE CINEMATIQUE ET FONCTIONNELLE DU CENTROSOME DES
CELLULES DE VERTEBRE. Biologie cellulaire. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00012067⟩
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