Polarité cellulaire dans le développement et l’évolution

Juliette AZIMZADEH

Notre objectif est de :

  • comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l’assemblage des centrioles et des cils dans les cellules saines et dans des contextes pathologiques.
  • comprendre comment les centrioles et les cils sont positionnés dans la cellule en réponse à des signaux morphogénétiques dans les cellules multiciliées.

Mots-clés : cytosquelette, centriole, centrosome, cil, ciliopathies, polarité planaire

 

+33 (0)157278113    juliette.azimzadeh(at)ijm.fr    @Azimzadeh_Lab    https://azimzadeh-lab.cnrs.fr/home/

Les centrioles sont de petites structures cylindriques qui forment le noyau du centrosome, le principal organisateur du cytosquelette de microtubules dans les cellules animales. Le centrosome se duplique à chaque cycle cellulaire et les deux centrosomes résultants déclenchent l’assemblage du fuseau mitotique pendant la division cellulaire. Pendant l’interphase, le centrosome participe à la régulation de la progression du cycle cellulaire et de la polarité cellulaire. Le centrosome peut également migrer vers la périphérie de la cellule où l’un des centrioles forme un cil unique, appelé cil primaire, qui est une sorte d’antenne cellulaire impliquée dans différentes cascades de signalisation.

Les cellules multiciliées quant à elles forment jusqu’à plusieurs centaines de cils motiles, qui battent de manière coordonnée pour générer un flux de liquide. Par exemple, les cellules multiciliées sont nécessaires à la clairance respiratoire, un mécanisme qui renouvelle la barrière de mucus protégeant les poumons des agents pathogènes et de la poussière.

Les altérations du nombre ou de la structure des centrioles, ou de la formation des cils, sont fréquemment associés au cancer. Des mutations dans les gènes codant pour les composants des cils et des centrioles se retrouvent par ailleurs dans des pathologies génétiques associées à une grande variété de caractéristiques cliniques, les ciliopathies.

 

  • Notre premier projet vise à comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l’assemblage des centrioles et des cils dans les cellules saines et dans des contextes pathologiques. Pour cela, nous utilisons des lignées cellulaires humaines et de souris et une combinaison de techniques génétiques, biochimiques et d’imagerie, notamment la microscopie électronique et la microscopie d’expansion.

  • Notre deuxième objectif est de comprendre comment les centrioles et les cils sont positionnés dans la cellule en réponse à des signaux morphogénétiques dans les cellules multiciliées. Pour cela, nous utilisons deux modèles de vers plats, des animaux qui utilisent des cellules épidermiques multiciliées pour leur locomotion.

Responsable :

Juliette AZIMZADEH
Téléphone : +33 (0)157278113
Courriel : juliette.azimzadeh{at}ijm.fr

Membres de l’équipe :

Meriem BOUMENDJEL Doctorante
Paula MARTIN GIL Ingénieure en biologie

Griselda WENTZINGER, Assistante ingénieure

– Gaudin N., Martin Gil P., Boumendjel M., Ershov D., Pioche-Durieu C., Bouix M., Delobelle Q., Maniscalco L., Phan T.B.N., Heyer V., Reina-San-Martin B., Azimzadeh J. (2021). Evolutionary conservation of centriole rotational asymmetry in the human centrosome. bioRxiv. 2021.07.21.453218. doi.org/10.1101/2021.07.21.453218.

– Azimzadeh, J. (2021). Evolution of the centrosome, from the periphery to the center. Current Opinion in Structural Biology. 66:96–103.  doi: 10.1016/j.sbi.2020.10.020.

– Le Guennec M., Klena N., Gambarotto D., Laporte M., Tassin A.M., van den Hoek H., Erdmann P.S., Schaffer M., Kovacik L., Borgers S., Goldie K.N., Stahlberg H., Bornens M., Azimzadeh J., Engel B., Hamel V., Guichard P. (2020). A helical inner scaffold provides a structural basis for centriole cohesion. Science advances, Vol. 6, no. 7, eaaz4137. doi: 10.1126/sciadv.aaz4137.

– Pizon V., Gaudin N., Poteau M., Cifuentes-Diaz C., Demdou R., Heyer V., Reina San Martin B., Azimzadeh J. (2020). hVFL3/CCDC61 is a component of mother centriole subdistal appendages required for centrosome cohesion and positioning. Biology of the Cell, 112(1):22-37. doi: 10.1111/boc.201900038.

– Basquin C., Ershov D., Gaudin N., Vu H.T.K., Louis B., Papon J.F., Orfila A.M., Mansour S., Rink J.C., Azimzadeh J. (2019). Emergence of a bilaterally symmetric pattern from chiral components in the planarian epidermis. Developmental Cell, 51:516-25. doi: 10.1016/j.devcel.2019.10.021.

– Gaudin N., Martin Gil P., Azimzadeh J. (2021). DISCO is key to successful centriole maturation. J Cell Biol. (2021) Sep 6;220(9):e202107033. doi: 10.1083/jcb.202107033.

– Bouhlel I.B., Laporte M.H., Bertiaux E., Giroud A., Borgers S., Azimzadeh J., Bornens M., Guichard P., Paoletti A., Hamel V. (2021). SFI1 and centrin form a distal end complex critical for proper centriole architecture and ciliogenesis. bioRxiv. 2021.10.05.463184. doi.org/10.1101/2021.10.05.463184.

– Gaudin N., Martin Gil P., Boumendjel M., Ershov D., Pioche-Durieu C., Bouix M., Delobelle Q., Maniscalco L., Phan T.B.N., Heyer V., Reina-San-Martin B., Azimzadeh J. (2021). Evolutionary conservation of centriole rotational asymmetry in the human centrosome. bioRxiv. 2021.07.21.453218. doi.org/10.1101/2021.07.21.453218.

– Azimzadeh, J. (2021). Evolution of the centrosome, from the periphery to the center. Current Opinion in Structural Biology. 66:96–103.  doi: 10.1016/j.sbi.2020.10.020.

– Basquin C., Gaudin N., Azimzadeh J. (2021). Generating bilateral symmetry from asymmetrical components. Med Sci (Paris). Mar;37(3):213-215. doi: 10.1051/medsci/2021004.

– Le Guennec M., Klena N., Gambarotto D., Laporte M., Tassin A.M., van den Hoek H., Erdmann P.S., Schaffer M., Kovacik L., Borgers S., Goldie K.N., Stahlberg H., Bornens M., Azimzadeh J., Engel B., Hamel V., Guichard P. (2020). A helical inner scaffold provides a structural basis for centriole cohesion. Science advances, Vol. 6, no. 7, eaaz4137. doi: 10.1126/sciadv.aaz4137.

– Pizon V., Gaudin N., Poteau M., Cifuentes-Diaz C., Demdou R., Heyer V., Reina San Martin B., Azimzadeh J. (2020). hVFL3/CCDC61 is a component of mother centriole subdistal appendages required for centrosome cohesion and positioning. Biology of the Cell, 112(1):22-37. doi: 10.1111/boc.201900038.

– Basquin C., Ershov D., Gaudin N., Vu H.T.K., Louis B., Papon J.F., Orfila A.M., Mansour S., Rink J.C., Azimzadeh J. (2019). Emergence of a bilaterally symmetric pattern from chiral components in the planarian epidermis. Developmental Cell, 51:516-25. doi: 10.1016/j.devcel.2019.10.021.

– Vu H.T.K., Mansour S., Kücken M., Blasse C., Basquin C., Azimzadeh J., Myers E.W., Brusch L., Rink J.C. (2019). Dynamic Polarization of the Multiciliated Planarian Epidermis between Body Plan Landmarks. Developmental Cell, 51:526-542. doi: 10.1016/j.devcel.2019.10.022.

– Brubacher J.L., Vieira A.P., Azimzadeh, J. (2018). Processing Schmidtea mediterranea for Transmission Electron Microscopy: Classical and Microwave Techniques. Methods Mol Biol, 1774:519-538. doi: 10.1007/978-1-4939-7802-1_23.

– Meunier A., Azimzadeh J. (2016). Multiciliated cells in animals. Cold Spring Harb Perspect Biol. 8(12). doi: 10.1101/cshperspect.a028233.

– Azimzadeh J., Basquin C. (2016). Basal bodies across eukaryotes series: basal bodies in the freshwater planarian Schmidtea mediterranea. Cilia, 5:15. doi: 10.1186/s13630-016-0037-1.

– Basquin C., Orfila A.M., Azimzadeh J. (2015). The planarian Schmidtea mediterranea as a model for studying motile cilia and multiciliated cells. Methods Cell Biol. 2015;127:243-62. doi: 10.1016/bs.mcb.2015.01.009.

– Azimzadeh J. (2014). Exploring the evolutionary history of centrosomes. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 369(1650). doi: 10.1098/rstb.2013.0453.

– Azimzadeh J. (2012). What planarians tell us about cilia, centrioles and centrosomes. Med. Sci., 28, 681-3. doi: 10.1051/medsci/2012288002.

– Azimzadeh J., Wong M.L., Miller Downhour D., Sánchez Alvarado. A., Marshall W.F. (2012). Loss of the centrosome during evolution of planarians. Science, 335(6067):461-3. doi: 10.1126/science.1214457.

– Rompolas P., Azimzadeh J., Marshall W.F., King S.M. (2013). Analysis of ciliary assembly and function in planaria. Methods Enzymol., 525:245-64. doi: 10.1016/B978-0-12-397944-5.00012-2.

Noémie Gaudin, « Etude des mécanismes associés à la polarité rotationnelle des centrioles dans les cellules animales », soutenue le 21 septembre 2021.

Claire Wyart (Institut du Cerveau, Paris), Christophe Leterrier (Institut de Neurophysiopathologie, Marseille), Takashi Ochi (University of Leeds)

ANR, ARC, Labex Who Am I?