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Doctoral; Ce diplôme EPHE décrit le rôle indispensable du gène Topaz1 dans la spermatogenèse murine. Ce gène, hautement conservé chez les vertébrés, est spécifique des cellules germinales et possède deux domaines conservés: le motif en doigt de zinc et PAZ. Le domaine PAZ est retrouvé dans les protéines PIWI impliquées dans la voie des piRNAs. Afin d'étudier le rôle de Topaz1, nous avons généré un modèle murin dépourvu de ce gène. L'absence de la protéine TOPAZ1 ne perturbe ni le développement, ni la fertilité des souris hétérozygotes et des femelles homozygotes. Par contre, les mâles Topaz1-/- sont stériles dû à un arrêt de la spermatogenèse lors de la première division méiotique. Ce blocage méiotique n’est ni dû à un défaut de formation du complexe synaptonémal, ni à une dérégulation de l’inactivation transcriptionnelle des chromosomes sexuels, ou à une régulation de l'expression des rétrotransposons. D'un point de vue histologique, les différences observées entre les testicules de souris Topaz1-/- et Topaz+/+ apparaissent entre 15 et 20 jours après la naissance. Une absence de cellules germinales haploïdes et une augmentation de l’apoptose sont détectées dans les testicules de souris Topaz1-/-. C’est au stade métaphase I que ces différences phénotypiques deviennent visibles. En effet, les spermatocytes I des testicules de souris Topaz1-/- sont bloqués en prométaphase I, et ne rentrent jamais en métaphase I. Ce blocage est corrélé à un défaut de formation du réseau de microtubules et à une perturbation de la triméthylation de la lysine 20 de l’histone H4 des centromères des chromosomes en pro-métaphase. Les testicules de ces souris Topaz1-/-, comparés à ceux d'animaux normaux, montrent des transcriptomes différents avec notamment une dérégulation de l'expression de nombreux ARNs non codants longs. L’invalidation, par CripsR/Cas9, d’un de ces longs ARNs non codants ne perturbe cependant pas la spermatogénèse des souris Topaz1-/-. Cette étude a permis de démontrer que TOPAZ1 est indispensable à la spermatogenèse de souris. Une mutation dans le gène Topaz1 pourrait être impliquée dans des cas d’infertilités azoospermiques non obstructives chez l’Homme. La poursuite de l'étude de Topaz1 pourrait permettre de caractériser de nouveaux acteurs de la spermatogenèse, notamment, des ARN non codants longs et/ou des protéines nécessaires à la formation du fuseau de microtubules lors de la première étape de la méiose. |
