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Thèse Année : 2019

Progenitor cell mechanisms contributing to cortical malformations : studying the role of the heterotopia gene Eml1/EML1 in radial glia

Implication des cellules progénitrices dans les malformations corticales : rôle du gène Eml1/EML1 dans la glie radiale

Résumé

Cerebral cortical development is a finely regulated process, depending on diverse progenitor cells. Abnormal behavior of the latter can give rise to cortical malformations. Mutations in Eml1/EML1 were identified in the HeCo mouse, as well as in three families presenting severe subcortical heterotopia (SH). SH is characterized by the presence of mislocalized neurons in the white matter. At early stages of corticogenesis, abnormally positioned apical radial glia progenitors (aRG) were found cycling outside the proliferative ventricular zone (VZ) in the HeCo cortical wall. I focused my research on characterizing aRG in the VZ to assess why some cells leave this region and thus to further understand SH mechanisms. Combining confocal and electron microscopy (EM), I uncovered abnormalities of centrosomes and primary cilia in Eml1-mutant aRGs: primary cilia are shorter, and often remain basally oriented within vesicles. Searching for Eml1-interacting partners using mass spectrometry (MS), combined with exome sequencing of SH patient DNAs, allowed us to identify a ciliary Eml1-interacting partner, RPGRIP1L, showing mutations in a SH patient. Gene ontology analyses of MS data pointed to Golgi apparatus and protein transport as enriched categories. Indeed, Golgi abnormalities were identified in HeCo aRGs. Altogether, these data indicate that the Golgi-to-primary cilium axis is perturbed in Eml1mutant conditions, pointing to new intracellular pathways involved in severe neurodevelopmental disorders.
Le cortex cérébral se développe à partir des zones de prolifération des cellules progénitrices dont le comportement anormal peut donner lieu à des malformations corticales. Des mutations dans Eml1/EML1 ont été identifiées chez la souris HeCo, ainsi que dans trois familles présentant une hétérotopie sous-corticale (SH). La SH se caractérise par une position aberrante des neurones dans la substance blanche. Chez la souris HeCo, des anomalies de position des progéniteurs de la glie radiale apicale (aRG) ont été observées aux stades précoces de la corticogenèse. Je me suis concentré sur la caractérisation de l’aRG dans la zone ventriculaire (VZ) afin d’identifier pourquoi certaines cellules quittent cette région et ainsi mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent l’hétérotopie. En combinant la microscopie confocale et électronique (EM), j'ai découvert des anomalies des centrosomes et des cils primaires dans les aRG mutants pour Eml1 : les cils primaires sont plus courts et souvent mal orientés dans des vésicules. La recherche de partenaires interagissant avec Eml1 à l'aide de la spectrométrie de masse (MS), combinée au séquençage d’exome des ADN de patients SH, nous a permis d'identifier : 1) un partenaire ciliaire interagissant avec Eml1, RPGRIP1L ; 2) des mutations du gène RPGRIP1L chez un patient SH. L’analyse ontologique des gènes sur les données de MS a mis en évidence l’appareil de Golgi et le transport des protéines comme catégories enrichies. En effet, j'ai identifié des altérations de l'appareil de Golgi dans les aRG HeCo. L’ensemble de ces données montre que l'axe appareil de Golgi-cil primaire est perturbé quand Eml1/EML1 est muté et conduit à l’identification de nouvelles voies dans un trouble grave du neurodéveloppement.
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  • HAL Id : tel-03241793 , version 1

Citer

Ana Uzquiano López. Progenitor cell mechanisms contributing to cortical malformations : studying the role of the heterotopia gene Eml1/EML1 in radial glia. Human genetics. Sorbonne Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019SORUS392⟩. ⟨tel-03241793⟩
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