Implication of O-GlcNAc in the regulation of the oocyte G2/M transition and the early embryogenesis in Xenopus laevis

La O-GlcNAc est une glycosylation dynamique, résidente du cytosol et du noyau, participant à la régulation de processus biologiques tels que le cycle cellulaire et l'embryogenèse. Nos travaux ont porté dans un premier temps sur le contrôle par la O-GlcNAc de la reprise méiotique de l'ovocyte deXenopus laevis, processus analogue à la transition G2/M du cycle cellulaire. Cette transition G2/M est caractérisée par l'activation simultanée du M-phase Promoting Factor, facteur universel d'entrée en phase M et de la voie MAPK-Erk2, et par une augmentation du niveau de O-GlcNAc. Nous avons démontré que cette augmentation de O-GlcNAc était primordiale pour la reprise méiotique ovocytaire puisque l'inhibition de l'OGT, l'enzyme transférant le résidu de GlcNAc, empêche la transition G2/M de l'ovocyte alors que sa surexpression accélère ce phénomène. Nous avons identifié 24 protéines dont le niveau de O-GlcNAc augmente au cours de la reprise méiotique dont des protéines du cytosquelette, la kinase erk2, la phosphatase PP2A, des enzymes de la glycolyse et des protéines ribosomales. Nous avons également entrepris l'étude des variations de O-GlcNAc, d'OGT et d'UDP-GlcNAc au cours de l'ovogenèse et de l'embryogenèse précoce chez Xenopus laevis et avons montré que la dynamique de la O-GlcNAc était complexe tout au long de ces deux processus. Notamment, nous avons observé une diminution drastique et transitoire de la O-GlcNAc au début de la gastrulation suggérant une implication de la glycosylation dans les phénomènes de migration cellulaire caractéristiques de cette étape du développement mettant en place les trois feuillets embryonnaires à l'origine de tous les tissus de l'adulte.O-GlcNAc is a dynamic and reversible post-translational modification found within the cytosol and the nucleus that take part in the regulation of many cellular processes among which cell cycle and embryogenesis. First, our works have focused on the study of O-GlcNAc implication in the control of Xenopus laevis oocyte meiotic resumption, a process analogous to the G2/M transition of the cell cycle. This G2/M transition is characterized by the simultaneous activation of the M-phase Promoting Factor, the universal regulator of the M-Phase entry and of the MAPK-Erk2 pathway but also by a sudden increase in the oocyte O-GlcNAc content. We have demonstrated that this O-GlcNAc increase was essential for meiotic resumption since the inhibition of OGT, the enzyme transferring the O-GlcNAc, prevents the oocyte G2/M transition whereas OGT overexpression accelerates this process. We identified 24 proteins that O-GlcNAc modification increases during meiotic resumption among which cytoskeletal proteins, the kinase erk2, the phosphatase PP2A, several glycolysis enzymes and sorne ribosomal proteins. Second, we have undertaken the study of O-GlcNAc, OGT and UDP-GlcNAc variations during the oogenesis and the early development of Xenopus laevis and we showed that the O-GlcNAc dynamism is intricate from the Xenopus oogenesis to embryogenesis. ln particular, we observed a drastic and transitory O-GlcNAc decrease at the onset of gastrulation, suggesting a role for O-GlcNAc in the regulation of cell migration characteristic of this stage of development since it permits the generation of the three germ layers, precursors ofthe whole adult tissues