Etude de l’agressivité et de l’expression/méthylation de gènes du TLR pathway lors du vieillissement du killifish turquoise (Nothobranchius furzeri)

Details

Supervisors

Silvestre, Frédéric

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité approfondie

Abstract

Le vieillissement est un phénomène omniprésent dans le règne du vivant. Ce processus est encore à l’heure actuelle énigmatique et pas assez connu. Une branche de la biologie particulièrement intéressante pour étudier ce processus est l’épigénétique, l’étude de l’ensemble des variations héritables d’expressions et d’activités des gènes qui ne font pas intervenir de changements dans le code génétique. Afin de réaliser une étude épigénétique du vieillissement sur une courte période, un modèle biologique idéal se trouve être l’espèce de poisson africaine : Nothobranchius furzeri, le killifish turquoise. Ce poisson est l’espèce vertébrée possédant le cycle de vie le plus court connu à ce jour et passe par toutes les étapes biologiques caractéristiques des vertébrés en l’espace de 3 à 6 mois. Ce mémoire a pour objectif d’étudier l’expression/méthylation de gènes du TLR pathway et l’agressivité lors du vieillissement chez Nothobranchius furzeri. Premièrement, un référentiel comportemental reprend les résultats du test d’agressivité MIA réalisée sur quatorze individus à cinq stades de leur vie ainsi que les mesures morphologiques associées à ces poissons en fin d’expérience. L’analyse de l’agressivité de ces poissons a permis de souligner une variabilité inter-individuelle élevée dans la réponse au test réalisé. Une variabilité pour le nombre de morsures et la distance parcourue relative a également été établie entre les différents stades de vie étudiés. Cette variabilité pour le nombre de morsures est traduite par une augmentation du nombre de morsures en semaine 13 et 17 puis une diminution de celui-ci à l’âge le plus avancé. Pour la distance parcourue relative, une augmentation graduelle a été relevée jusqu’en semaine 13 puis une diminution. L’analyse de la mortalité des individus a permis de confirmer une augmentation notoire de l’espérance de vie de la souche GZR en laboratoire. Finalement, un référentiel de méthylation et d’expression relative de séquences géniques a été établi chez les poissons âgés de ving-et-une semaines. Cinq séquences géniques différentes du TLR pathway ont pu être caractérisées et peuvent être étudiées à l’avenir sur des stades de vie moins avancés de cette espèce. Des effets de la partie promotrice de Tollip, TLR2 ainsi que TLR7 ont été captés sur le nombre de morsures en semaine 21. C’est pourquoi une future recherche sur l’effet des TLR sur le comportement agressif des Nothobranchius furzeri âgés est une piste prometteuse pour élucider le vieillissement du système immunitaire, l’inflamm-aging et leurs influences sur l’agressivité. Ageing is an omnipresent phenomenon in the kingdom of life. This process is still enigmatic and too little known. One branch of biology that is particularly interesting for studying this process is epigenetics, the study of all heritable variations in gene expression and activity that do not involve variations in the genetic code. To carry out an epigenetic study of ageing over a short period of time, an ideal biological model is the African fish species: Nothobranchius furzeri, the turquoise killifish. This fish is the vertebrate species with the shortest life cycle known to date and goes through all the biological stages characteristic of vertebrates within 3 to 6 months. The aim of this thesis is to characterise the expression/methylation of TLR pathway genes and aggressiveness associated with ageing in Nothobranchius furzeri. Firstly, a phenotypic baseline includes the results of the MIA aggression test carried out on twenty individuals at five life stages as well as the morphological measurements associated with these fish at the end of the experiment. The aggressiveness reference frame highlighted the high inter-individual variability in the response to the test performed. Variability for number of bites and relative distance travelled was also found between the different life stages studied. This variability in the number of bites is reflected in an increase in the number of bites in weeks 13 and 17 and then a decrease in the number of bites at the oldest age. For the relative distance travelled, a gradual increase was noted until week 13 and then a decrease. Analysis of individual mortality confirmed a significant increase in life expectancy up to 21 weeks for the GZR strain in the laboratory. Finally, a methylation and relative gene sequence expression baseline was established in twenty-one weeks old fish. Five different gene sequences of the TLR pathway could be characterised and can be studied in the future in less advanced life stages of this species. Effects of the promoter part of Tollip, TLR2 as well as TLR7 were detected on the number of bites in week 21. Therefore, future research on the effect of TLRs on the aggressive behaviour of aged Nothobranchius furzeri is a promising avenue to elucidate immune system ageing, inflamm-aging and their influences on aggression.