Molecular mechanisms involved in fish egg quality: roles of nucleoplasmin genes - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Molecular mechanisms involved in fish egg quality: roles of nucleoplasmin genes

Résumé

Egg developmental competence can be defined as the oocyte ability to support early embryonic development once fertilized. Previous studies have highlighted the link between egg developmental competence and egg transcriptome. Among candidate genes analyzed in fish, nucleoplasmin 2 (npm2b) is of particular interest. This gene is known as a maternal-effect gene in the mouse in which Npm2 knock-out (KO) leads to major developmental failures at early developmental stages. A gene closely related to npm2 and known as npm2a is present in the zebrafish genome, but its role and presence in other species remained unclear. Thus, my PhD objectives were to characterize the contribution of nucleoplasmin 2 (now named npm2b) to fish egg developmental competence and characterize the conservation and role of its duplicon npm2a. We demonstrated the ovarian predominant expression pattern of npm2b gene, at both protein and mRNA levels, and showed that both are maternally-inherited in zebrafish. Using a knock-down approach, we demonstrated that the maternal mRNA is translated in a de novo synthesized protein that plays a crucial role during early zebrafish development and therefore in egg developmental competence. In a second part, we highlighted the existence of a duplicon of npm2b, npm2a. This duplicon is also present in tetrapods and share the same expression pattern as npm2b in a wide range of fish species and in Xenopus. In a third part, we initiated a CRISPR-Cas9 KO project to target genes involved in egg developmental competence in zebrafish to provide a better knowledge of mechanisms underlying egg quality. Finally, this PhD work opens new insights to better deciphering molecular mechanisms involved in fish egg quality.
La compétence ovocytaire au développement (COD) peut être définie comme la capacité d'un ovocyte, une fois fecondé, à permettre le développement embryonnaire normal. Des études précédentes ont mis en évidence qu'il existait un lien entre la COD et le transcriptome de l'ovocyte. Parmi les gènes candidats mis en évidence chez la truite arc-en-ciel, la nucléoplasmine 2 (npm2b) présentait un intérêt particulier, ce gène étant un gène à effet maternel chez les mammifères. Un autre gène proche de npm2b et annoté npm2a est présent chez le poisson-zèbre, mais son rôle et sa présence dans d'autres espèces restent inconnus. Mes objectifs de thèse étaient donc de caractériser la contribution de la nucléoplasmine 2 à la compétence ovocytaire au développement, et de caractériser la conservation et le rôle de son homologue npm2a, suggéré comme spécifique au poisson-zèbre. Durant la thèse, nous avons montré que npm2b était principalement exprimé dans l'ovaire, et qu'à la fois la protéine et l'ARN étaient d'origine maternelle dans l'embryon de poisson-zèbre. Via une approche de knock-down, nous avons démontré que cet ARN maternel joue un rôle crucial durant le développement du poisson-zèbre, et de ce fait dans la COD. Dans un second temps, par une étude de phylogénie et de synténie, nous avons mis en évidence l'existence d'un duplicon de npm2b, nommé npm2a. npm2a est présent chez les Tétrapodes et partage le même profil ovaire-spécifique que npm2b dans un grand nombre d'espèces. Enfin, nous avons initié une étude reposant sur une nouvelle technique de knock-out, appelée CRISPR-Cas9, afin de cibler des gènes impliqués dans la qualité ovocytaire et ainsi permettre une étude plus approfondie de ces derniers. En conclusion, ce travail de thèse ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la qualité des oeufs de poisson.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-02801068 , version 1 (05-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02801068 , version 1
  • PRODINRA : 333695

Citer

Aurélien Bouleau. Molecular mechanisms involved in fish egg quality: roles of nucleoplasmin genes. Life Sciences [q-bio]. AGROCAMPUS OUEST; Université de Bretagne Occidentale, 2015. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02801068⟩
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