Study of the consequences of a chronic ER stress in Drosophila melanogaster
Étude des conséquences d’un stress chronique du Réticulum Endoplasmique (RE) chez Drosophila melanogaster
Résumé
The endoplasmic reticulum (ER) is an organelle which ensures various cellular functionssuch as protein maturation and folding or calcium homeostasis maintenance. That is why ER is acrucial site of cell and tissue homeostasis regulation in multicellular organisms. Disruption of ERfunctions leads to misfolded-protein accumulation and is observed in a great number of devastatinghuman diseases. This ER stress triggers an adaptive response named Unfolded Protein Response(UPR) in order to attempt to resolve its sources and consequences. Nevertheless, the intensity andchronicity of ER stress can change this response and lead to the apoptosis of stressed cells. To thisdate, the molecular processes that regulate UPR-induced apoptosis remain unclear. Furthermore, theUPR contribution in the modulation of compensatory mechanisms in response to ER stress has neverbeen studied. This work contributes to a better understanding of these processes through acomparative study of various chronic ER stresses, which depend on the disruption of proteostasis orcalcium homeostasis. During my thesis, I have established the essential role of the PERK/ATF4 branchof the UPR in the induction of two parallel and independent pathways. One promotes apoptosisthrough the down-regulation of the diap1 gene while the other interferes with the induction of adevelopmental delay though a JNK signaling-dependent dilp8 expression. My results also suggest thatchronic ER stress response is tissue specific.
Le réticulum endoplasmique (RE) est un organite assurant de nombreuses fonctionscellulaires telles que la conformation et des modifications post-traductionnelles des protéines ou lemaintien de l’homéostasie calcique. Cet organite est donc un site crucial pour réguler le maintien del’homéostasie cellulaire et tissulaire des organismes multicellulaires. Des altérations de ses fonctionsconduisent à l’accumulation de protéines mal-conformées qui sont observées dans de nombreusespathologies humaines telles que des cancers ou des maladies inflammatoires chroniques. Ce stressdéclenche une réponse adaptative connue sous le nom de réponse aux protéines mal-conformées(UPR) qui permet à la cellule de supprimer ses sources et conséquences. Néanmoins, l’intensité et lachronicité du stress peuvent entrainer une modification de l’UPR qui conduit alors à l’élimination dela cellule par apoptose. A ce jour, les processus moléculaires qui permettent à l’UPR d’induirel’apoptose restent flous. De plus, l’implication de l'UPR dans la régulation de processuscompensatoires n'a jamais été étudiée. Mes travaux de thèse apportent une meilleurecompréhension de ces mécanismes à travers l’étude comparative de différents modèles de stresschronique du RE, qui dépendent d’une dérégulation de l’homéostasie protéique et/ou calcique. Ilssoulignent également le rôle essentiel de la branche PERK/ATF4 de l’UPR dans l’induction de deuxvoies parallèles et indépendantes. D’une part, PERK promeut une apoptose dépendante des caspasesvia une répression de l'expression de diap1, et d‘autre part, elle induit un retard de développement àtravers une induction de l’expression de dilp8 dépendante de la voie JNK. Mes données suggèrentégalement une spécificité tissulaire des signalisations déclenchées en réponse à un stress chroniquedu RE.
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