Role of actin regulators in Drosophila left-right asymmetry : the Drosophila actin nucleator DAAM is essential for left-right asymmetry

Rôle des régulateurs de l'actine dans la mise en place de l'asymétrie gauche-droite chez la Drosophile : la formine DAAM est essentielle pour l’asymétrie gauche-droite Quoiqu’apparemment symétriques vus de l’extérieur, la plupart des animaux montrent des asymétries droite-gauche (DG) au niveau de leurs organes internes. L’asymétrie des organes viscéraux est contrôlée par des voies de signalisation dont la dérégulation entraine des désordres congénitaux sévères. L’asymétrie DG chez les vertébrés et les invertébrés est régulée par différents éléments du cytosquelette : les vertébrés utilisent les microtubules et des cils motiles, alors que les invertébrés, dont la Drosophile, emploient le cytosquelette d’actine. Quoique le cytosquelette d’actine soit considéré comme important pour l’asymétrie DG, à ce jour, les régulateurs de l’actine impliqués dans ce processus n’ont pas été identifiés. Chez la Drosophile, l’asymétrie dextrale est déterminée par un seul gène, codant pour la myosine conservée Myosin1D (Myo1D), découverte par l’équipe de S. Noselli. myo1Dest un gène situs inversus et déterminant DG unique. La perte de fonction de myo1Dentraine une inversion totale de l’asymétrie DG, aboutissant à un phénotype sinistral. Les bases génétiques du développement sinistral sont inconnues. Des études chez le zebrafish et le xénope ont montré que l’orthologue de myo1D contrôle aussi l’asymétrie chez les vertébrés, la fonction de myo1D étant ainsi conservée évolutivement. Des travaux récents du laboratoire ont montré que myo1D est non seulement nécessaire mais aussi suffisant pour induire l’asymétrie DG de novo à toutes les échelles biologiques. Cette activité nait d’une interaction chirale entre Myo1D et l’actine filamenteuse, comme montré in vitro dans un modèle non cellulaire. Afin de définir le mécanisme d’action de Myo1D in vivo, il est donc essentiel de comprendre le rôle de l’actine et de ses régulateurs dans l’asymétrie DG. Dans ce but, j’ai réalisé un crible RNAi afin de tester le rôle du cytosquelette dans les voies dextrale et sinistrale. Mon travail a permis d’identifier le gène DAAM, codant pour un nucléateur d’actine de la famille des formines, comme un facteur essentiel pour l’asymétrie DG chez la Drosophile. Des mouches mutantes pour DAAM deviennent symétriques. De façon intéressante, j’ai pu montrer que DAAM est nécessaire aux deux voies dextrale et sinistrale. L’analyse génétique révèle que le développement dextral requiert un réseau de F-actine assemblé par l’activité coordonnée des formines Diaphanous et DAAM. De plus, DAAM est requis pour l’asymétrie DG de novo, suggérant que le réseau d’actine assemblé par DAAM est essentiel à la chiralité induite par Myo1D. La surexpression de DAAM amplifie la chiralité induite par Myo1D, suggérant que DAAM est un facteur limitant pour l’asymétrie DG. Les résultats montrent aussi que DAAM interagit avec l’homologue Drosophile de la Profiline, Chickadee (Chic), et que la réduction de l’activité de chic mime celle de DAAM. Par ailleurs, le crible a permis de mettre en évidence le rôle de nouveaux facteurs de régulation de l’actine dans l’asymétrie DG, à savoir fli, Lg(2)l, Tec29, Dizzy, βPS mys, rheaetRap1, agissant dans un réseau régulant l’asymétrie. Dans leur ensemble, ces résultats originaux montrent le rôle fondamental de l’actine et de la formine DAAM dans le contrôle de l’asymétrie DG, révélant ainsi de nouveaux mécanismes de régulation contrôlant l’asymétrie chez les animaux.