Molecular mechanisms controlling the arborization of dendrites in «Drosophila»

The assembly and function of neural circuits depend on the patterned outgrowth, guidance and targeting of dendrites into appropriate territories during development. As a hallmark of any neuron, cell type-specific dendrite morphology has a crucial role in determining the sensory or synaptic input a neuron receives. Despite recent advances in exploring the molecular and cellular mechanisms that define dendritic architecture, our understanding of dendrite development is still far from complete. In this thesis research, I have taken a genetic screen approach and a candidate molecule approach to discover novel genes and mechanisms that are involved in dendrite morphogenesis, using Drosophila dendritic arborization (da) neurons as a model system. In three independent but related studies, my research led me to focus on 1) the nuclear receptor for the steroid hormone ecdysone (EcR), 2) the transcription factor Longitudinals Lacking (Lola) and 3) the cell surface recognition molecule Turtle (Tutl). I have found that these three different factors each regulate distinct aspects of dendritic arborization including dendrite branching, distribution and self-avoidance. Through their identification, expression patterns, and a characterization of their effects in loss-of-function and gain-of-function experiments, my findings provide novel insight into the regulatory networks that control dendrite morphogenesis.L'élaboration et le fonctionnement harmonieux des circuits nerveux dépendent de la croissance des dendrites et de leur guidage et ciblage vers les territoires appropriés au cours du développement. La morphologie des dendrites sert de signe distinctif pour chaque neurone, et ainsi, joue un rôle crucial dans la détermination des différents influx (synaptiques ou sensoriels) que reçoit un neurone. Malgré de récentes avancées dans la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires qui contrôlent l'architecture dendritique, notre connaissance du développement des dendrites reste encore incomplète. Mes travaux de recherche se sont attachés à découvrir de nouveaux gènes et mécanismes impliqués dans la morphogenèse dendritique. Dans ce but, j'ai choisi au cours de ma thèse deux méthodes d'étude: une approche par crible génétique et une approche par gènes candidats, que j'ai appliquées aux neurones appelés dendritic arborization (da) de la drosophile, mon modèle d'étude. Mes recherches m'ont permis de me concentrer sur trois molécules: 1) le récepteur nucléaire de l'hormone stéroïde ecdysone (EcR), 2) le facteur de transcription Longitudinals Lacking (Lola) et enfin, 3) la molécule de surface Turtle (Tutl). J'ai pu montrer que chacun de ces facteurs est implique dans des aspects distincts du processus de morphogenèse dendritique incluant le branchement, la distribution et l'auto-répulsion dendritiques. L'identification de ces molécules, la description de leurs patrons d'expression et la caractérisation des phénotypes associés à leurs pertes ou gains de fonctions, m'ont permis d'apporter de nouvelles connaissances des réseaux de régulation contrôlant la morphogenèse dendritique