Translational activity and mitotic dynamics induced by fertilization in sea urchin

Activité traductionnelle et dynamique mitotique induites par la fécondation chez l’oursin

Florian Pontheaux (1)

1 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins

Fine tuning of translation for cell cycle dynamics remains an important topic in cell research. During my thesis, I analyzed the relationships between mRNA translational activity and mitotic cell division using sea urchin embryos. Egg fertilization triggers the activation of the translational machinery, which is required for resuming the first mitotic division, independently of any transcription. A Translational Regulatory Network (TlRN) remains to be identified and characterized upstream of the cell cycle actors. Seeking mitotic activities that can help visualize spatial dynamics inside isolated eggs, I obtained original data showing the spatial and dynamic activity of the mitotic complex CyclinB/CDK1 and the phosphorylation of histone H3 at threonine 3 (pH3T3) during embryonic mitosis. Then, I analyzed the in vivo role of specific 5’UTR for controlling the mRNA recruitment onto active polysome following fertilization. Finally, I showed that the translation of the mRNA encoding for eIF4B (eukaryotic Initiation Factor 4B) controls the translational activity and dynamics of the first two mitotic divisions induced by fertilization. I propose that eIF4B acts as a positive regulator within the TlRN. These data will allow to study the potential effect of eIF4B acting upstream the spatial dynamics of CDK1 and pH3T3 activities.

La régulation fine de la traduction pour la dynamique du cycle cellulaire est un sujet important dans la recherche cellulaire. Au cours de ma thèse, j'ai analysé les relations entre l’activité traductionnelle des ARNm et les divisions embryonnaires mitotiques d'oursins. La fécondation de l'œuf déclenche l'activation de la machinerie traductionnelle nécessaire à la reprise des divisions mitotiques. Un réseau de régulation traductionnelle (TlRN), indépendant de la transcription, reste à identifier et à caractériser en amont des acteurs du cycle cellulaire. A la recherche d'activités mitotiques pour visualiser la dynamique spatiale à l'intérieur d'œufs, j'ai obtenu des données originales montrant l'activité dynamique et spatiale du complexe mitotique CyclinB/CDK1 et la phosphorylation de l'histone H3 sur la thréonine 3 (pH3T3) pendant la mitose embryonnaire. Ensuite, j'ai analysé le rôle in vivo de 5'UTR spécifiques pour contrôler le recrutement d'ARNm dans les polysomes actifs après la fécondation. Enfin, j'ai montré que la traduction de l'ARNm codant pour eIF4B (facteur d'initiation eucaryote 4B) contrôle l'activité traductionnelle et la dynamique des deux premières divisions mitotiques induites par la fécondation. Je propose qu'eIF4B agisse comme un régulateur positif au sein du TlRN. Ces données permettront d'étudier l'effet potentiel d'eIF4B sur les activités CDK1 et pH3T3.

Mots clés: Sea urchin; Translation regulatory network; Cell cycle; CyclinB/CDK; Phosphorylation of histone H3 at threonine 3; EIF4B

Mots clés: Oursin; Réseau de régulation traductionnelle; Cycle cellulaire; CyclineB/CDK1; Phosphorylation de l’histone H3 sur la thréonine 3; EIF4B

Domaines: Embryologie et organogenèse; Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]

Florian Pontheaux. Activité traductionnelle et dynamique mitotique induites par la fécondation chez l’oursin. Embryologie et organogenèse. Sorbonne Université, 2022. Français. ⟨NNT : 2022SORUS209⟩. ⟨tel-03813684⟩