Towards the understanding of growth régulation: The rôle of ferritin in growth control and the génération of live imaging tools for the Hippo pathway

Détails

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ID Serval
serval:BIB_456E3532C09B
Type
Thèse: thèse de doctorat.
Collection
Publications
Titre
Towards the understanding of growth régulation: The rôle of ferritin in growth control and the génération of live imaging tools for the Hippo pathway
Auteur(s)
Mumbauer Simone
Directeur(s)
Hernandez Nouria
Codirecteur(s)
Flatt Thomas
Institution
Université de Lausanne, Faculté de biologie et médecine
Adresse
Faculté de biologie et de médecine
Université de Lausanne
CH-1015 Lausanne
SUISSE

Statut éditorial
Acceptée
Date de publication
2018
Langue
anglais
Résumé
In order to achieve a functional organ, growth has to be tightly regulated. Although, régulation of growth is an essential part of development, our knowledge of how this control is achieved remains incomplète. One key regulator of organ growth is the Salvador-Warts- Hippo pathway. To gain further insights into Hippo-regulated growth control, an RNA- sequencing analysis in warts mutant wing dises was recently performed. Removal of this key kinase led to upregulation of known Hippo pathway targets and feedback regulators as well as several uncharacterized genes. To test the relevance of these upregulated genes in growth control, an unbiased RNAi screen was performed, in which growth defects were evaluated. In this thesis, I present the characterization of Ferritin 1 heavy chain homolog (FerlHCH), one promising candidate found in the above-mentioned RNAi screen. Tissue-specific knock down of FerlHCH decreases organ size and alters development. In addition to the observed strong effects on growth, an increased number of apoptotic cells, Reactive Oxygen Species and increased cell prolifération could be detected upon knock down of FerlHCH levels. Remarkably, blocking apoptosis could not rescue the observed growth defects. Furthermore, Transmission electron microscopy (TEM) revealed, that inhibition of FerlHCH induces severe mitochondrial and cellular defects. As FerlHCH is together with Fer2LCH part of the ferritin iron-storage complex, I asked if the observed growth defect is the resuit of an imbalance in the iron homeostasis, or if FerlHCH possesses a spécifié function in growth control? Clone induction experiments of null alleles for the two Ferritin subunits point towards a specific rôle of the H-chain subunit in growth régulation, as only FerlHCH mutant clones, but not Fer2LCH mutant clones led to a developmental arrest and severly altered tissue size.
Moreover, dramatic growth defects induced by inhibiting components of the Hippo pathway are suppressed by FerlHCH knock down, suggesting that FerlHCH might interact with Hippo components to sense the metabolic state of a cell and regulate growth accordingly. Taken together, the results presented in this thesis, provide evidence, that FerlHCH plays a rôle in growth control that could be independent of its function in iron storage.
In another chapter of this thesis, I describe the génération of live-imaging tools for the Hippo pathway, which may help to elucidate how growth is regulated during development.
Overall, the results presented in this thesis, uncover a novel component in growth régulation of the Drosophila wing dise and add important insights into the interactions between the Hippo pathway and the iron storage protein ferritin.
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Pour qu'un organe soit fonctionnel, la régulation de sa croissance est primordiale. Malgré l'importance de cette dernière pour le développement, nos connaissances sur son fonctionnement sont encore incomplètes. Cependant, la cascade de signalisation Salvador- Warts-Hippo est connue comme l'une des principales voies de régulation de la croissance des organes. Pour approfondir les connaissances sur le contrôle de la croissance médié par Hippo, l'ARN provenant des disques imaginaux de mutants warls a été récemment séquencé. Sans cette kinase, plusieurs voies de signalisation, comprenant des régulateurs connus ainsi que des gènes inconnus, ont une plus grande activité. Pour tester la pertinence de ces régulateurs dans le contrôle de la croissance, un criblage non-biaisé avec des ARNi a été effectué. Durant cette thèse, j'ai caractérisé un candidat intéressant identifié à l'aide du criblage par ARNi, la protéine Ferritine 1 heavy chain homolog (FerlHCH). La réduction de l'expression de FerlHCH spécifiquement dans un tissu induit une diminution de la taille de l'organe ciblé ainsi qu'un défaut développemental. En plus de l'effet observé sur la croissance, un nombre croissant de cellules en apoptose, de dérivés réactifs de l'oxygène ainsi qu'une augmentation de la prolifération a été observée avec un taux d'expression de FerlHCH réduit. L'inhibition de FerlHCH induit également un environnement toxique pour les cellules ainsi qu'un sévère défaut mitochondrial. FerlHCH et Fer2LCH font tous deux partie du complexe impliqué dans le stockage du fer, la Ferritine. En conséquence, pour déterminer si l'effet observé sur la croissance, suite à la réduction de l'expression de FerlHCH, est dû à un déséquilibre de l'homéostasie du fer ou à son implication plus directe dans le contrôle de la croissance, des clones avec des allèles nuls pour le deux sous-unités de la Ferritine ont été produits. Les résultats ainsi obtenus indiquent un rôle de la sous-unité H-chain dans la régulation de la croissance. En effet, le clone FerlHCH mais pas le clone Fer2LCH a résulté en l'arrêt développemental et une taille de tissu altérée.
Dans cette première partie de ma thèse, j'ai fourni la preuve de l'implication de FerlHCH dans le contrôle de la croissance en plus de son rôle déjà établis dans le stockage du fer à l'aide de la Ferritine. De plus, les importants défauts de croissance observés suite à l'inhibition des composants de la voie de signalisation Hippo ne sont plus apparents après la réduction de l'expression de FerlHCH. Ceci souligne l'importance de l'interaction entre FerlHCH et Hippo pour réguler la croissance en fonction de l'état métabolique de la cellule.
Dans la seconde partie de ma thèse, j'ai développé un outil de visualisation en direct de la voie de signalisation de Hippo, permettant ainsi de déterminer comment la croissance est régulée durant le développement.
Les résultats présentés dans cette thèse ont permis l'identification de nouveaux facteurs impliqués dans la régulation de la croissance des disques imaginaux. De plus, il met en évidence l'importance de l'interaction entre la voie de signalisation Hippo et le stockage de fer par la Ferritine.

Création de la notice
24/08/2018 14:01
Dernière modification de la notice
25/08/2018 6:26
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