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Intitulé de thèse: La suppression de Topaz1 perturbe l'expression de lncARNs testiculaires au cours de la spermatogenèse murine

Manon a effectué ses activités de recherche au sein de l'équipe "Différenciation des Gonades et ses Perturbations" de l'unité BREED. Elle était encadrée par Béatrice Mandon-Pépin et Eric Pailhoux.

La composition du jury était la suivante:

Résumé de thèse : Topaz1 est un gène très conservé chez les vertébrés avec une expression spécifique des cellules germinales. Le modèle murin dépourvu de Topaz1 a mis en évidence son rôle indispensable pour la fertilité mâle. Les souris mutantes présentent un arrêt de la spermatogenèse lors de la première division méiotique. Les spermatocytes Topaz1^-/- bloqués en fin de prophase I de méiose présentent un défaut d’alignement des chromosomes le long de la plaque métaphasique. D'un point de vue histologique, les différences observées entre les testicules de souris Topaz1^-/- et Topaz1^+/+ apparaissent entre 15 (P15) et 20 (P20) jours après la naissance. Une première analyse transcriptomique par puce à ADN a montré que 10% des gènes dérégulés (DEGs) à P20 sont des ARN non codants longs (lncRNAs).

Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont consisté (i) à poursuivre la caractérisation de l’arrêt méiotique chez les souris Topaz1^-/- et (ii) à étudier les lncARNs dérégulés en absence de Topaz1.

Les analyses transcriptomiques à haut débit (RNAseq) ont mis en évidence que des gènes associés au centrosome, à la dynamique des microtubules et à la spermatogenèse appartiennent aux voies moléculaires les plus perturbées dans les testicules Topaz1^-/-. De plus, un quart des transcrits dérégulés sont des lncARNs. Trois d'entre eux, ont été étudiés par hybridation in situ et biologie moléculaire et sont spécifiques des cellules germinales. Puis, une lignée de souris exempt d'un de ces lncARNs a été générée grâce à la technologie CripsR/Cas9. Ces animaux sont fertiles dans les deux sexes mais les mâles présentent une diminution de plus de 50% de la concentration des spermatozoïdes épididymaires ainsi qu’une modification de paramètres de motilité par rapport aux souris sauvages. Des analyses RNAseq ont montré que l’invalidation de ce lncARN perturbe l’expression de gènes codants impliqués dans la dynamique des microtubules, la spermatogenèse et la génération des gamètes haploïdes.

Topaz1 est indispensable pour la fertilité masculine chez la souris. Une mutation du gène Topaz1 chez l'homme pourrait induire une azoospermie non obstructive. L'étude des complexes ARN-protéines pourrait représenter un nouveau champ d’investigation dans l’étude des infertilités et notamment dans la régulation de la méiose.

Manon présentera ses travaux de thèse lors de l'European Testis Workshop 2021 qui aura lieu en édition virtuelle du 30 mai au 3 juin 2021.