614 articles  [english version]
Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (28/09/2007), Dr Pascale Gilardi-Hebenstreit (Dir.)
Liste des fichiers attachés à ce document : 
PDF
These_Desmazieres_.pdf(17.4 MB)
Régulation de l'activité de Krox20 au cours de la mise en place du système nerveux central et périphérique
Anne Desmazières1

Au cours de ma thèse, j'ai étudié le rôle in vivo du facteur de transcription Krox20 durant le développement précoce du cerveau postérieur des vertébrés et durant le processus de myélinisation du système nerveux périphérique. Je me suis plus particulièrement intéressée aux mécanismes impliqués dans la régulation de son activité via son interaction avec divers co-facteurs. Lors du développement embryonnaire, le cerveau postérieur des vertébrés, ou rhombencéphale, présente une segmentation transitoire le long de l'axe antéro-postérieur, aboutissant à la formation d'unités de différenciation neuronales. Le gène maître Krox20, codant un facteur de transcription à doigts de zinc, est exprimé précocement dans le rhombencéphale et est nécessaire à son développement, ainsi qu'à l'organisation correcte des nerfs crâniens. Une étude structure-fonction de Krox20 réalisée in vivo m'a permis de montrer que son activité au niveau du rhombencéphale implique différents domaines de la protéine en fonction des cibles transcriptionnelles considérées. J'ai de plus étudié plus spécifiquement le rôle de ses co-facteurs Nab et Hcf-1, montrant qu'ils jouent respectivement un rôle répresseur et activateur de l'activité de Krox20 lors du développement du rhombencéphale. Krox20 est également un gène-clé du processus de myélinisation du système nerveux périphérique et diverses mutations l'affectant ont été caractérisées chez des patients atteints de neuropathies démyélinisantes héréditaires, nommées maladies de Charcot-Marie-Tooth. J'ai généré une lignée de souris portant l'une de ces mutations, abolissant l'interaction entre Krox20 et les Nab. Ce modèle murin, présentant des défauts similaires à ceux observés chez les patients humains, m'a permis de confirmer le rôle majeur de l'interaction entre Krox20 et les Nab dans le processus de myélinisation. J'ai par ailleurs pu montrer que l'hypomyélinisation observée reposait sur un phénotype complexe, lié à un retard du processus de myélinisation suivi d'une dégradation de la myéline formée. Ceci suggère un rôle majeur de Krox20 et des Nab durant différentes étapes séquentielles de la myélinisation du système nerveux périphérique.
1 :  Génétique moléculaire du développement
Rhombencéphale – facteur de transcription – Krox20 – myélinisation – système nerveux périphérique

During embryonic development, the posterior part of vertebrates brain, or hindbrain, goes through a transient segmentation process along the anterio-posterior axis, leading to the definition of metameric units called rhombomeres. They correspond to neuronal differenciation units and allow the organization of cranial nerves. They also play a major role in cranio-facial structures development through regionalized production of neural crest. The Krox20 gene encodes a transcription factor which is expressed in rhombomeres r3 and r5. It has been shown that its expression in these domains is necessary to define and maintain them, as well as to generate the corresponding cranial nerves properly. Krox20 controls indeed the transcriptional expression of various genes implicated in particular in rhombomeres identity and intactness. Some cofactors of Krox20, as Nab or HCF-1, had been previously described but their role in vivo had not been addressed, in particular during hindbrain development. The first aim of my PhD was to better understand the mechanisms on which Krox20 activity relies in vivo and in particular the regulating roles of some of its cofactors. To address these questions, I performed a structure-function study in vivo using chick embryo as a model. I showed that Krox20 activity during hindbrain development relies on different domains of the protein depending on the transcriptional target considered. I also showed that Nab proteins are implicated in a negative feedback loop regulating Krox20 activation function, whereas HCF-1 is a positive cofactor of Krox20 for the activation of two of its transcriptional targets. Furthermore, this study allowed us to characterize new interaction sites between HCF-1 and Krox20. Krox20 is also a key factor of the myelination process in the peripheral nervous system (PNS), on which the rapid saltatory conduction along nerves relies. Various human pathologies are due to hypomyelination or demyelinating events. A Krox20 knock-out mouse model previously generated in the laboratory had shown a lack of myelination of the PNS in the absence of Krox20. This was due to a defect of differenciation of the myelinating Schwann cells in which Krox20 is normally expressed. Following this study, various mutations in Krox20 had been characterized in hereditary myelinopathies of the PNS, such as Charcot-Marie-Tooth diseases (CMT). In particular, one of these mutations, that leads to a severe early-onset subtype of recessive CMT, appears to abolish the interaction between Krox20 and its cofactors Nab. The second aim of my PhD was to characterize the role of Nab interaction with Krox20 during the myelination process and the hindbrain segmentation in vivo. For this purpose, I generated a mouse model of CMT carrying the mutation abolishing Krox20/Nab interaction. Homozygous mutant mice show a phenotype similar to what is observed in human patients. These mice have locomotion defects evolving progressively to limbs paralysis and are affected by a severe defect in PNS myelination. My studies showed that the myelination process is first delayed, leading subsequently to an hypomyelination of the PNS, followed by demyelination. These defects appear to be linked to a delay in proliferation arrest of Schwann cells and a disregulation of gene expression in these cells. Surprisingly, Nab proteins appear to be positive cofactors of Krox20 in Schwann cells. Furthermore, I showed that these mutant mice present cranial nerves abnormalities which are compatible with functional impairments observed in human patients carrying this mutation. In summary, the studies made during my PhD allowed to show the complexity of Krox20 transcriptional activity, relying on different target-specific domains of the protein, as well as to better characterize the role of two of its cofactors during hindbrain development. This work also lead to the generation of a mouse model for a severe form of CMT, allowing a better understanding of its complex pathomechanisms.