Assemblage des cils et développement

Chef d'équipe: Bénédicte DURAND

Cilia | Centriole | Cytoskeleton | Cell architecture | Ciliopathies | Drosophila | Microtubules Muscle | Nesprin

 Nous étudions les mécanismes qui contrôlent l'assemblage des cils à partir des centrioles et à l'origine de leur diversité. Nous cherchons ainsi à comprendre comment des défauts d’assemblage et/ou de fonction des cils entrainent des perturbations dans les cellules, les tissus et l’organisme qui, chez l’Homme, se traduisent par un large éventail de pathologies.

Une des étapes clés de l’assemblage des cils est la conversion du centriole en corps basal, processus strictement corrélé à la progression du cycle cellulaire. Un des défis actuels de la compréhension de l’assemblage des cils et des flagelles est notre capacité de résoudre l’organisation moléculaire de cette structure et d’identifier le rôle de chacun des constituants de cet assemblage hautement organisé. Pour cela des approches de microscopie haute résolution sont développées dans l’équipe : airyscan, 3D-SIM, microscopie électronique et microscopie d’expansion couplée à de la microscopie STED, appliquées à des tissus ciliés de drosophile ou des cellules en culture afin de comprendre l’organisation tridimensionnelle de ces assemblages, mais aussi la hiérarchie fonctionnelle et temporelle des différents éléments constitutifs. Nous couplons ces capacités d’observations avec des outils de génétiques fonctionnelle chez la drosophile (dont édition du génome par CripsR/Cas9) et en culture de cellules de mammifères. De plus nous développons des approches de biochimie (étiquetage de proximité) afin de comprendre la composition moléculaire des différents échafaudages ciliaires ou centriolaires. Grâce à ces approches combinée, nous avons déjà identifiés plusieurs protéines qui sont impliquées chez l’Homme dans des pathologies ciliaires dont certaines sont également associées à des dégénérescences neuronales (sclérose latérale amyotrophique) et des pathologies du muscle cardiaque (cardiomyopathie). Nous cherchons à comprendre comment ces protéines contribuent à la biogenèse des cils et des centrioles et peuvent être à l’origine de ces différentes pathologies.

Pour le grand Public

Les cils et les flagelles sont de petites protrusions à la surface des cellules qui jouent des rôles variés : ils peuvent être mobiles et propulser des cellules (spermatozoïdes) ou des fluides (mucus respiratoire), ou immobiles et endosser alors le rôle d’antenne captant les signaux ambiants permettant à la cellule de s’adapter à son environnement. Des anomalies de formation ou de la fonction des cils sont responsables de nombreuses maladies héréditaires rares et souvent graves, appelées ciliopathies. Par ailleurs, les cils et leurs fondations, les centrioles, sont également des régulateurs importants des processus cancéreux en raison de leur rôle dans le contrôle de la division cellulaire et dans la communication entre cellules.
Notre équipe cherche à comprendre comment les cils sont assemblés à partir des centrioles et comment des variations autour d’un assemblage très conservé sont à l’origine de leur diversité de fonction. Nous développons pour cela des approches de génétique fonctionnelle, de biochimie et d’imagerie haute résolution, afin d’identifier et de comprendre la fonction de nouveaux gènes impliqués dans l’assemblage des cils. Nous exploitons principalement le modèle de la drosophile et des modèles cellulaires de souris ou humains. Nos travaux ont des retombées pour la compréhension des maladies associées à des dysfonctionnements de ces organelles.

Membres de l'équipe

  • Bénédicte DURAND — ORCIDProfesseur, UCBL, HDR – benedicte.durand@univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 13
  • Véronique MOREL — ORCIDChercheur, CNRS – veronique.morel@univ-lyon1.fr – 04 26 68 82 99
  • Joëlle THOMAS — ORCIDMCU, UCBL – joelle.thomas@univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 65
  • Amélie BILLONDoctorante, UCBL – amelie-lea.billon@univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 65
  • Marine BRUNETDoctorante, UCBL – marine.brunet@etu.univ-lyon1.fr – 04 26 68 82 99
  • Alison CARRETDoctorante, UCBL – alison.carret@univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 65
  • Emilie FONTAINEDoctorante, UCBL – emilie.fontaine@univ-lyon1.fr – 04 26 68 82 99
  • Julien PERRICHETTechnicien, UCBL – julien.perrichet@univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 65
  • Hajer MAARCHAStagiaire M2, UCBL – hajer.maarcha@etu.univ-lyon1.fr – 04 26 68 82 99
  • Sarah DE FREITASStagiaire, UCBL – sarah.de-freitas@etu.univ-lyon1.fr – 04 78 77 28 65

Alumni

  • Jean-André LAPARTDoctorant
  • Céline AUGIEREDoctorante
  • Jennifer VIEILLARDDoctorante
  • Dominique BAASMCU
  • Marie PASCHAKIMCU
  • Elisabeth CORTIERAI
  • Jean-Luc DUTEYRATAI

Sélection de publications

  1. Drosophila Nesprin-1 Isoforms Differentially Contribute to Muscle Function
    Rey A, Schaeffer L, Durand B, Morel V.
    Cells (2021) — Résumé
  2. Interplay of RFX transcription factors 1, 2 and 3 in motile ciliogenesis.
    Lemeille S, Paschaki M, Baas D, Morlé L, Duteyrat JL, Ait-Lounis A, Barras E, Soulavie F, Jerber J, Thomas J, Zhang Y, Holtzman MJ, Kistler WS, Reith W, Durand B.
    Nucleic Acid Res (2020) — Résumé
  3. Dzip1 and Fam92 form a ciliary transition zone complex with cell type specific roles in Drosophila.
    Lapart JA, Gottardo M, Cortier E, Duteyrat JL, Augière C, Mangé A, Jerber J, Solassol J, Gopalakrishnan J, Thomas J, Durand B
    eLife (2019) — Résumé
  4. salto/CG13164 is required for sperm head morphogenesis in Drosophila.
    Augière C, Lapart JA, Duteyrat JL, Cortier E, Maire C, Thomas J, Durand B.
    Mol. Biol. Cell. (2019) — Résumé
  5. Altered GLI3 and FGF8 signaling underlies Acrocallosal syndrome phenotypes in Kif7 depleted mice.
    Putoux A, Baas D, Paschaki M, Morlé L, Maire C, Attié-Bitach T, Thomas S, Durand B.
    Hum Mol Genet. (2019) — Résumé
  6. Genetic specification of left-right asymmetry in the diaphragm muscles and their motor innervation.
    Charoy C, Dinvaut S, Chaix Y, Morlé L, Sanyas I, Bozon M, Kindbeiter K, Durand B, Skidmore JM, De Groef L, Seki M, Moons L, Ruhrberg C, Martin JF, Martin DM, Falk J, Castellani V.
    Elife (2017) — Résumé
  7. Transition zone assembly and its contribution to axoneme formation in Drosophila male germ cells.
    Vieillard J, Paschaki M, Duteyrat JL, Augière C, Cortier E, Lapart JA, Thomas J and Durand B.
    Cell Biology (2016) — Résumé
  8. Drosophila melanogaster as a model for basal body research.
    Jana SC, Bettencourt-Dias M, Durand B, and Megraw TL.
    Cilia (2016) — Résumé
  9. RFX2 Is a Major Transcriptional Regulator of Spermiogenesis.
    Kistler WS, Baas D, Lemeille S, Paschaki M, Seguin-Estevez Q, Barras E, Ma W, Duteyrat JL, Morlé L, Durand B and Reith W.
    Plos Genetics (2015) — Résumé
  10. Genetic, structural, and chemical insights into the dual function of GRASP55 in germ cell Golgi remodeling and JAM-C polarized localization during spermatogenesis.
    Cartier-Michaud A, Bailly AL, Betzi S, Shi X, Lissitzky JC, Zarubica A, Sergé A, Roche P, Lugari A, Hamon V, Bardin F, Derviaux C, Lembo F, Audebert S, Marchetto S, Durand B, Borg JP, Shi N, Morelli X, Aurrand-Lions M.
    PloS Genetics (2017) — Résumé

Financements et soutien

Funding Team Durand