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Soutenance de thèse de Charlène Rouillon

Université de Rennes 1, campus de Beaulieu, salle des thèses

Caractérisation des défauts cellulaires après transfert nucléaire chez le poisson rouge, et mise au point d'un nouveau modèle de cellules donneuses embryonnaires

Thèse dirigée par Catherine Labbé (INRA LPGP)

Résumé

La cryoconservation des ressources génétiques est aujourd’hui un moyen de préserver la biodiversité et la durabilité des industries agronomiques. Chez les poissons, le transfert nucléaire est un moyen de régénérer des individus à partir de tissus somatiques cryoconservés, faciles à collecter. Pour autant, les faibles taux d’obtention de clones viables limitent aujourd’hui l’usage de cette biotechnologie. L’objectif de la thèse était donc de comprendre l’origine des défauts de développement des embryons après transfert nucléaire. Nous avons focalisé nos questionnements scientifiques sur l’identification des possibles perturbations induites par la présence de l’ADN maternel, ainsi que sur le devenir de l’ADN somatique lors des étapes critiques du développement précoce : la reprise de méiose et la première mitose embryonnaire. Un résultat majeur de la thèse a été de montrer que dans certains clones, l’ADN maternel se retrouve séquestré sous le sillon de la première mitose, où il est ainsi vraisemblablement écarté de toute contribution au génome du clone. Nous avons également identifié de nombreux désordres dans les fuseaux de division, que nous expliquons par l’observation de localisations et états de condensation variables du noyau injecté. Nous avons enfin développé un nouveau modèle d’étude pour le transfert nucléaire, les cellules de corps embryonnaires. Elles possèdent des caractéristiques cellulaires compatibles avec le transfert nucléaire : petite taille, cycle ralenti, peu différenciées selon les critères épigénétiques et transcriptionnels analysés. En conclusion, notre travail a permis, pour la première fois chez les poissons, de décrire les évènements cellulaires précoces après transfert nucléaire. L’intégration des résultats nous a permis de proposer des hypothèses aux échecs de développement des clones. Ces travaux ont aussi permis d’identifier des leviers pour améliorer les survies embryonnaires après transfert nucléaire.

Mots clés : Clonage, Reprogrammation, Méiose, Mitose, Epigénétique, Corps embryonnaire

Title : Characterization of cellular defects after nuclear transfer in goldfish, and development of a new model of embryonic donor cell

Cryopreservation of genetic resources is a mean to preserve biodiversity and sustainability of the agronomic industry. In fish, nuclear transfer is a method to regenerate breeders from cryopreserved somatic tissues that are easy to collect. However, the low rates of viable clone limit the application of this biotechnology. The objective of this thesis work was to understand the origin of embryo development defects after nuclear transfer. We have focused our scientific questions on identifying the possible disturbances induced by the presence of maternal DNA, as well as on the fate of somatic DNA during critical stages of early development: meiosis resumption and first embryonic mitosis. A major result of the thesis was to demonstrate that in some clones, maternal DNA is  sequestered under the first from any contribution to the genome of the clone. We have also identified many disorders in the division spindle, for which we propose an explanation based on the observation of variable locations and condensation states of the injected nucleus. Finally, we have developed a new model for nuclear transfer, embryoid body cells. They have cellular characteristics compatible with nuclear transfer: small size, slow cell cycle, and limited differentiation according to the epigenetic and transcriptional criteria that were analysed. For the first time in fish, the early cellular events after nuclear transfer were described. Integrating the results allowed us to suggest hypothesis for the clone development disorders. This work also allowed us to propose several means to improve embryo survival after nuclear transfer.

Keywords : Cloning, Reprogramming, Meiosis, Mitosis, Epigenetic, Embryoïd body.