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Dynamics of centriole amplification in centrosome-depleted brain multiciliated progenitors

Authors :
Marion Faucourt
Olivier Mercey
Alexia Mahuzier
Alice Meunier
Aurélien Fortoul
Amelie-Rose Boudjema
Nathalie Spassky
Adel Al Jord
Philippe Rostaing
Virologie et Immunologie Moléculaire, Faculté des Sciences Pharmaceutiques
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Francois Rabelais [Tours]
Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Département de Biologie - ENS Paris
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC)
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Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Regionalisation du cerveau des vertébrés - Organogenèse précoce chez la souris et maladies génétiques associées
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
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Source :
Scientific Reports, Vol 9, Iss 1, Pp 1-11 (2019), Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2019, ⟨10.1038/s41598-019-49416-2⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Nature Portfolio, 2019.

Abstract

International audience; Reproductive and respiratory organs, along with brain ventricles, are lined by multiciliated epithelial cells (MCC) that generate cilia-powered fluid flows. MCC hijack the centrosome duplication pathway to form hundreds of centrioles and nucleate motile cilia. In these cells, the large majority of procentrioles are formed associated with partially characterized organelles called deuterosomes. We recently challenged the paradigm that deuterosomes and procentrioles are formed de novo by providing data, in brain MCC, suggesting that they are nucleated from the pre-existing centrosomal younger centriole. However, the origin of deuterosomes and procentrioles is still under debate. Here, we further question centrosome importance for deuterosome and centriole amplification. First, we provide additional data confirming that centriole amplification occurs sequentially from the centrosomal region, and that the first procentriole-loaded deuterosomes are associated with the daughter centriole or in the centrosomal centriole vicinity. Then, to further test the requirement of the centrosome in deuterosome and centriole formation, we depleted centrosomal centrioles using a Plk4 inhibitor. We reveal unexpected limited consequences in deuterosome/centriole number in absence of centrosomal centrioles. Notably, in absence of the daughter centriole only, deuterosomes are not seen associated with the mother centriole. In absence of both centrosomal centrioles, procentrioles are still amplified sequentially and with no apparent structural defects. They seem to arise from a focal region, characterized by microtubule convergence and pericentriolar material (PCM) assembly. The relevance of deuterosome association with the daughter centriole as well as the role of the PCM in the focal and sequential genesis of centrioles in absence of centrosomal centrioles are discussed.

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Volume :
9
Issue :
1
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5d4a731f9a3bd4a5d36618f7bf21cfc8