Stochasticité d’expression génique (SEG) et différenciation cellulaire

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La SEG, une force motrice de l’engagement en diﬀérenciation ?

La vision systémique du processus de diﬀérenciation a ouvert la voie à diﬀérentes configurations possibles reposant toutes sur l’expression des gènes et dans lesquelles la SEG doit augmenter pour permettre aux cellules de s’engager sur un chemin de diﬀérenciation. Mes travaux de thèse s’appuient principalement sur la représentation proposée par Sui Huang, s’inspirant du paysage épigénétique conceptualisé par Conrad Hal Waddington. Dans cette représentation, les cellules peuvent être représentées par des points dans un espace à multiples dimensions, dans lequel chaque dimension correspond à un gène (figure 5). Les cellules humaines se déplacent par exemple dans un espace à 30000 dimensions. Le niveau d’expression des gènes détermine ainsi la position des cellules. Par conséquent, si l’expression d’un gène change dans une cellule, celle-ci se déplacera dans l’espace multi-dimensionnel. La représentation d’un ensemble de cellules souches ou progénitrices en état d’auto-renouvellement dans cet espace, consiste donc en un nuage de points, correspondant à un profil génique donné (figure 5). À cet instant, les cellules se situent dans un état dit « attracteur », dans lequel leur expression génique est, certes stochastique mais, stable. Pour se déplacer dans l’espace multi-dimensionnel jusqu’à un autre état attracteur (un état cellulaire diﬀérencié, par exemple), il serait ainsi nécessaire que l’expression génique des cellules varie fortement. Chaque cellule suit alors une trajectoire diﬀérente jusqu’au nouvel état attracteur, l’état diﬀérencié, où la variabilité inter-cellulaire est réduite, et correspondant à un profil d’expression génique diﬀérent. L’expression des gènes doit fortement varier pour permettre aux cellules de se déplacer dans l’espace multi-dimensionnel, elles entrent par conséquent dans un état d’instabilité (le long de la trajectoire) avant de converger vers un nouvel état stable. D’autre part, les variations de l’expression des gènes étant stochastiques, chaque cellule emprunte un chemin diﬀérent, générant ainsi une augmentation significative de la variabilité inter-cellulaire. Cependant ces variations ne sont pas totalement incontrôlées, puisqu’elles dépendent du RRG ; par conséquent les trajectoires empruntables sont délimitées par les contraintes du réseau. Ainsi dans le cas où les cellules auront par exemple le choix entre plusieurs lignages, comme dans l’hématopoïèse, elles s’engageront dans l’une des trajectoires possibles, « dessinées » par les contraintes du RRG, mais emprunteront individuellement des chemins diﬀérents.
D’autre part, ce modèle suggère que l’engagement en diﬀérenciation s’accompagne d’une forte augmentation de la stochasticité inter-cellulaire [97, 26]. Cette variabilité pourrait alors jouer un rôle moteur dans l’engagement en masse des cellules dans la diﬀérenciation. Il a d’ailleurs été proposé depuis déjà quelques années que la SEG pourrait en eﬀet être une force motrice de l’engagement en diﬀérenciation et être à l’origine de la diversité cellulaire générée lors du développement embryonnaire [24]. Ainsi, bien qu’il ait été suggéré dans plusieurs modèles, le rôle de la SEG dans la diﬀérenciation demeure reste encore à démontrer formellement. Comprendre le rôle de cette variabilité permettrait pourtant de mieux caractériser et contrôler les processus de diﬀérenciation, ce qui représente un véritable enjeu notamment dans le traitement des pathologie résultant d’un défaut de la diﬀérenciation, comme les myé-lodysplasies blastiques.

Métabolisme et diﬀérenciation cellulaire

Présentation du métabolisme cellulaire eucaryote

Introduction au métabolisme

Le métabolisme est un système régulé et régulateur qui peut se décrire comme un ensemble de transformations moléculaires successives, dans lesquelles les produits de réactions transfor-mantes deviennent à leur tour les substrats de prochaines réactions. Le métabolisme se divise en deux catégories : (1) le catabolisme, équivalent à la dégradation graduelle de molécules complexes provenant de l’environnement extracellulaire, et à leur transformation en molé-cules simples utilisables par la cellule ; (2) l’anabolisme, équivalant à la synthèse de grosses molécules essentielles pour les cellules, à partir de petites molécules cellulaires. Catabolisme et anabolisme font intervenir respectivement des réactions d’oxydation et de réduction cata-lysées par des enzymes. Le catabolisme a pour objectif de produire de l’énergie cellulaire via l’oxydation progressive de molécules organiques. De façon réciproque, l’anabolisme consomme de l’énergie afin d’alimenter les réactions de biosynthèses successives conduisant à la produc-tion de grandes molécules à partir de petits éléments issus du catabolisme. Parmi les voies cataboliques, nous pouvons ainsi distinguer la glycolyse, la lipolyse et la protéolyse dégra-dant respectivement les glucides, les lipides, et les protéines. Les voies anaboliques sont donc, quant à elles, des voies de synthèse moléculaire, telles que la glucogenèse et la néoglucogenèse en ce qui concerne le glucose. Ainsi, toutes ces transformations métaboliques partagent le même objectif, qu’est l’apport de ressources nécessaires aux cellules pour leur permettre de se maintenir en vie et d’exercer leurs fonctions.
Dans un organisme, les macromolécules à l’origine des voies de dégradation sont d’abord soumises à digestion enzymatique dans les conduits digestifs, et entrent ensuite dans les cellules sous forme de composés intermédiaires. Les produits de digestion des glucides, lipides et protéines alimentaires sont respectivement des polysaccharides, tels que le glucose ou le fructose, des triglycérides ou autres dérivés de lipides (cholestérol) et des acides aminés. Pour la plupart des cellules, les polysaccharides représentent la source principale de carburant énergétique [99].

Co-facteurs métaboliques et réservoirs énergétiques

Chacune des grandes voies métaboliques conduisent à la production ou à la consommation d’énergie. La majorité de cette énergie se matérialise sous forme moléculaire. Il existe diﬀérents transporteurs de cette énergie dont les principaux sont l’ATP, dans lequel l’énergie est véhiculée sous forme de liaisons chimiques, ainsi que le NADH et le NADPH, transportant des électrons fortement chargés en énergie. L’ATP et le NADH sont notamment des co-facteurs des réactions cataboliques, alors que le NADPH intervient préférentiellement dans les voies anaboliques. Ces molécules transportent temporairement l’énergie produite par les voies métaboliques, et interviennent ensuite sous forme de substrats, de co-facteurs enzymatiques, ou encore de précurseurs, pour apporter l’énergie ou les groupements chimiques nécessaires à de nombreuses autres réactions cellulaires.
L’ATP est le transporteur d’énergie le plus utilisé dans les cellules. Son hydrolyse permet de libérer l’énergie qu’il transporte et de l’investir dans la réaction chimique à laquelle il est couplé. Par exemple, pour fonctionner, les transports membranaires dits « actifs », nécessitent d’être couplés à une charge énergétique apportée par l’ATP. Son hydrolyse aboutit également à la libération de phosphate inorganique et d’une molécule d’ADP qui pourra à nouveau être phosphorylée pour former de l’ATP. La dégradation de cette molécule énergétique en fait également un précurseur de la synthèse des séquences nucléiques. En eﬀet, l’ATP est constitué d’adénine, qui est une base azotée entrant dans la composition des nucléotides [100].
Par ailleurs, l’énergie cellulaire est aussi véhiculée via les transporteurs d’électrons le NADH et le NADPH. Comme précisé en amont, ces deux molécules n’interviennent pas dans les mêmes voies métaboliques. Le NADH et le NADPH sont respectivement produits lors de réactions d’oxydation à partir de NAD+, ou de réduction à partir de NADP+. En outre, les cellules maintiennent un ratio NAD+/NADH plus élevé que le ratio NADP+/NADPH [101].
Le couple NAD+/NADH joue un rôle essentiel dans la régulation de la glycolyse. Le NAD+ intervient comme co-facteur d’une étape des étapes successives de la glycolyse, dans laquelle il est réduit sous forme de NADH (figure 6). Pour entretenir la glycolyse, il est donc nécessaire que le NADH soit ré-oxydé en NAD+ dans le cytosol. De plus, le NAD+ est indispensable au fonctionnement de la phosphorylation oxydative qui est un pilier du métabolisme cellulaire. Le stock de molécules de NAD+ cytosolique peut être renouvelé par des mécanismes impliquant deux voies énergétiques diﬀérentes, la navette du glycérol-3-phosphate via la chaine respiratoire mitochondriale, ou l’oxydation du pyruvate en lactate dans la voie de la glycolyse anaérobie. La chaîne respiratoire ainsi que la glycolyse anaérobie seront décrites plus en détail dans la section Voies énergétiques de la glycolyse.
Le NADPH, quant à lui, est utilisé comme agent réducteur des réactions de biosynthèse. Il intervient par exemple dans la synthèse du cholestérol ou des acides gras. Il est régénéré à partir de NADP+ dans le cytosol, via la voie des pentoses phosphates, correspondant à la conversion du glucose-6-phosphate en ribulose-5-phosphate, par une succession de réaction en série produisant deux molécules de NADPH.

Le métabolisme du glucose

Catabolisme et anabolisme du glucose

Le glucose, qui est l’intermédiaire glucidique le plus fréquent, est oxydé en pyruvate dans le cytosol des cellules via une série de dix réactions en chaînes, la glycolyse, conduisant chacune à un sucre intermédiaire diﬀérent et impliquant une enzyme diﬀérente [102] (figure 6).
Cette voie de dégradation, autrement dit la glycolyse, permet de fournir des substrats aux autres voies métaboliques, de réguler l’état redox cellulaire et de produire de l’énergie. Sa vitesse est donc soumise à régulation au niveau de trois étapes limitantes, en fonction des besoins énergétiques [103]. Le premier niveau de contrôle a lieu dès la première étape de la glycolyse, commune à la glycolyse et à la glycogenèse (figures 6 et 14). Il s’agit d’une réaction irréversible consommant de l’ATP pour produire du glucose-6-phosphate par phosphoryla-tion de la molécule de glucose. Elle nécessite l’intervention des enzymes hexokinases (HK1 et HK2), dont les défauts d’expression, notamment pour HK2, sont impliqués dans un grand nombre de cancers [104, 105]. Les transporteurs membranaires du glucose, GLUT (GLUT1 à GLUT 5 en fonction du type cellulaire), ne peuvent prendre en charge le glucose phospho-rylé, l’empêchant ainsi de s’échapper de la cellule. De plus, le glucose-6-phosphate bloqué dans la cellule peut participer à une boucle de rétrocontrôle négatif de la glycolyse [106]. En eﬀet, en quantité trop importante dans la cellule, cet intermédiaire se fixe aux hexokinases et inhibe ainsi leur activité enzymatique [106]. La troisième réaction de la glycolyse représente le deuxième point de contrôle. Contrairement à la première étape régulatrice, elle est unique à la glycolyse et engage le glucose de façon irréversible dans cette voie. Cette réaction, cata-lysée par la phosphofructokinase-1 (PFK-1), transforme par phosphorylation couplée à une consommation d’ATP, le fructose-6-phosphate en fructose-1,6-biphosphate [107]. La PFK-1 est une enzyme clef de la glycolyse dont l’activité est régulée par la charge énergétique de la cellule et le fructose-2,6-bisphosphate [108]. En eﬀet, si la charge énergétique cellulaire est élevée, il n’est plus nécessaire pour la cellule d’oxyder du glucose pour produire plus d’énergie. Dans ce cas, la PFK-1 peut être inhibée par l’ATP s’il est en quantité trop im-portante, qui freinera ainsi le flux de la glycolyse. D’autre part, elle peut être activée par la molécule de fructose-2,6-bisphosphate, produite à partir de fructose-1-phosphate grâce à la PFK-2 [108, 109], elle même régulée par la protéine kinase A (figure 6) [110]. Par ailleurs, l’énergie investie sous forme d’ATP dans ces deux étapes de contrôle, est recouvrée dans les dernières étapes de la glycolyse. Il est également intéressant de noter en terme d’éner-gie que la conversion du glycéraldéhyde-3-phosphate en 1,3-biphosphoglycérate est couplée à une consommation de NAD+, qui devra donc être renouvelée pour maintenir le flux de la glycolyse (figure 6). Enfin, la troisième étape limitante correspond à la dernière réaction de la glycolyse, et contrôle ainsi la sortie de la voie. Cette réaction est en eﬀet couplée à une production d’ATP permettant de compenser les pertes associées aux deux premières étapes régulatrices. Elle consiste à transformer le phosphoenolpyruvate en pyruvate grâce à l’enzyme pyruvate kinase, régulée par la molécule de fructose-1,6-biphosphate, formée en amont dans la glycolyse (figure 6) [111]. Le pyruvate produit peut ensuite rejoindre deux voies de pro-duction d’énergie diﬀérentes, la phosphorylation oxidative ou la glycolyse anaérobie (figure 7), qui seront décrites dans les prochaines sections.
Ainsi, ces trois étapes régulatrices ont pour fonction de fluidifier les réactions en chaînes de la glycolyse et d’éviter l’accumulation de composés intermédiaires. Enfin, la glycolyse repré-sente un processus important et central dans la production d’énergie. Par ailleurs, à l’échelle de l’organisme, le glucose en excès est phosphorylé puis stocké sous forme de glycogène, particulièrement dans les cellules hépatiques et musculaires. Contrairement aux hépatocytes, les cellules musculaires dégradent le glycogène en glucose-6-phosphate pour renouveler leur propre énergie lors d’eﬀorts physiques. Les cellules hépatiques, quant à elles, représentent le siège de la glycogenèse, glycogénolyse et néoglucogenèse. En eﬀet ces cellules stockent les polysaccharides sous forme de glycogène qu’elles dégradent par glycogénolyse en glucose-6-phosphate, qui rejoint la voie de la glycolyse. Grâce à l’expression de la glucose-6-phosphatase, les hépatocytes sont les seules cellules capables de régénérer du glucose à partir de sa forme phosphorylée. En situation d’hypoglycémique les cellules hépatiques dégradent d’abord le gly-cogène, pour libérer du glucose dans le sang. En cas extrêmes, elles sont également capable de produire du glucose à partir de composés non glucidiques via la néoglucogenèse.

Les voies énergétiques de la glycolyse

La glycolyse anaérobie

Le dioxygène est important pour le maintien vital et fonctionnel d’un grand nombre de cellules. Cependant, certains types cellulaires, étant par exemple localisées dans des environnements hypoxiques, tels que les cellules souches hématopoïétiques (HSC) dont la niche se situe dans la moelle osseuse [112], ne peuvent utiliser l’oxygène pour assurer leur survie et leurs fonctions. Dans ces situations, le pyruvate généré par la glycolyse emprunte donc préférentiellement la voie énergétique dite anaérobie, au lieu d’être transporté dans les mitochondries pour participer à la phosphorylation oxydative nécessitant du dioxygène (figure 7) [113]. D’autre part, dans les cellules cancéreuses particulièrement, mais également dans des contextes physiologiques tels que la réponse immunitaire, la voie anaérobique est mise en place malgré l’accès au dioxygène [114]. Dans ces conditions la glycolyse est plutôt qualifiée de glycolyse aérobie [114]. Ce type de glycolyse a été mise en évidence par Otto Warburg [115]. Otto Warburg constata qu’en contexte cancéreux, la consommation de glucose des cellules était plus accrue. Ces observations lui ont alors permis de montrer que le métabolisme gly-colytique des cellules cancéreuses est diﬀérent de celui des tissus normaux et qu’il repose sur un processus comparable à la fermentation lactique.
Toutefois, pour ne pas induire de confusion dans ce manuscrit nous utiliserons toujours le terme « anaérobie » lorsque nous discuterons de la voie glycolytique aboutissant à la production de lactate et dont la finalité n’est pas la phosphorylation oxydative.
La glycolyse anaérobie permet de renouveler le NAD+ afin de maintenir le flux glycolytique, et de produire de l’énergie utilisable. Néanmoins elle ne produit que deux molécules d’ATP, autrement dit seize fois moins que la phosphorylation oxydative. D’autre part, elle est beaucoup plus rapide et demande par conséquent un apport en glucose bien plus important. La glycolyse anaérobie se résume à une seule réaction cytosolique catalysée par la lactate déshydrogénase A (LDHA), catalysant la conversion du pyruvate en acide lactique (lactate) (figure 8). L’enzyme LDHA fait partie de la famille des lactate déshydro-génases (LDH) constituée de cinq isoenzymes et codée par quatre gènes diﬀérents. Il s’agit des gènes LDHA, LDHB, LDHC, majoritairement exprimés chez les vertébrés, et LDHD, notamment exprimé dans les bactéries [117]. Les plus communs, LDHA et LDHB codent res-pectivement pour les chaines M et H s’associant pour former les cinq isomères [118]. LDHA (appelé aussi LDH5) est ainsi constituée de quatre chaines M alors que LDHB (appelé aussi LDH1) se compose de quatre chaines H [117]. Ces deux LDH possèdent les mêmes sites ac-tifs mais présentent des aﬃnités diﬀérentes pour le pyruvate et le lactate. LDHA converti préférentiellement le pyruvate en lactate, et le NADH en NAD+, alors que LDHB catalyse préférentiellement la réaction inverse.
Le rôle de LDHA a été principalement étudié dans l’eﬀet Warburg des cellules cancéreuses, ainsi que dans les fonctions des cellules souches hématopoïétiques et neuronales [119, 120, 121, 122]. Il a notamment été suggéré que l’enzyme LDHA est essentielle au maintien des cellules souches ou cancéreuses dans un état indiﬀérencié et prolifératif [123, 124, 125]. Le gène LDHA est régulé par plusieurs facteurs de transcription, dont HIF1-α, cMyc, FoxM1 et KLF4 [117].
HIF1 est un facteur induit par l’hypoxie. Ainsi, en absence de dioxygène, il active l’expression de gènes glycolytiques, tels que LDHA, pour subvenir aux besoins énergétiques des cellules via la glycolyse anaérobie [126]. Ce facteur de transcription a particulièrement été étudié dans le cadre de la glycolyse anaérobie des cellules cancéreuses. Dans l’eﬀet Warburg, la sous-unité HIF1-α est stabilisée par diﬀérents facteurs, dont des cibles de mTOR [117].
L’activation d’HIF1 est associée à l’augmentation de l’expression de facteurs glycolytiques, telles que les hexokinases [127], le transporteur du glucose GLUT1 [128], et LDHA comme il a été mentionné en amont [129]. De plus, HIF1 est également capable d’induire la surexpression de la pyruvate déshydrogénase kinase, inhibant le complexe PDH qui permet au pyruvate d’entrer dans le cycle de krebs [129]. De cette façon, l’expression d’HIF1 empêche le pyruvate d’alimenter la phosphorylation oxydative via le cycle de krebs, et promeut la glycolyse anaérobie. En eﬀet, il a par exemple été montré dans les LT-HSC (Long-Term He-matopoietic Stem Cells), qu’HIF1-α régule le métabolisme anaérobique sur lequel la survie et les fonctions de ces cellules reposent [130].
Par ailleurs, l’augmentation de l’expression de LDHA en conditions anaérobiques (ou aéro-biques) s’accompagne de l’augmentation de l’expression des transporteurs du lactate, appar-tenant à la famille des transporteurs monocarboxyles (MCT) [131, 132]. Parmi les membres de cette famille, MCT1 est particulièrement impliqué dans l’entrée, mais aussi, la sortie du lactate de la cellule. En revanche, MCT4 intervient préférentiellement dans l’évacuation du lactate, notamment dans les tissus glycolytiques (anaérobisme) et les tumeurs [133]. Il a été montré que l’hypoxie régule l’expression des MCT4 au travers de l’expression d’HIF1-α [133]. Par conséquent, MCT4 est sur-exprimé en conditions hypoxiques, et permet ainsi aux cellules de rejeter le lactate dans l’espace extra-cellulaire. Enfin, il semblerait que LDHA soit impli-quée dans une boucle de rétro-contrôle avec HIF1 [134]. En faveur de cette hypothèse, il a par exemple été suggéré que le lactate puisse être un régulateur de l’expression d’HIF1 grâce aux transporteurs MCT1 [135]. Ainsi HIF1 et LDHA représentent des médiateurs importants du métabolisme anaérobique et de l’eﬀet Warburg. Par ailleurs, le lactate n’est pas qu’un simple déchet de la glycolyse anaérobie, il semble participer à divers processus biologiques via ses transporteurs MCT et son récepteur GPR81 [136]. Il est par exemple impliqué dans la réponse anti-inflammatoire, la protection et la plasticité neuronale, et la croissance tumorale. L’homéostasie du lactate est donc régulée à l’échelle de l’organisme, particulièrement par les hépatocytes. Lorsqu’il est relâché dans l’espace extracellulaire, il est notamment capturé par ces cellules, dans lesquelles il est utilisé comme substrat de la néoglucogenèse. En cas de besoins (baisse de la glycémie, par exemple) les hépatocytes peuvent alors rejeter le glucose produit à partir de lactate, dans la circulation sanguine pour alimenter les autres cellules. Ce mécanisme reliant la glycolyse et la néoglucogenèse tout en maintenant l’homéostasie lac-tique, est nommé cycle de Cori, en l’honneur du couple de chercheur britannique ayant reçu un prix nobel pour l’avoir mis en évidence, notamment entre les cellules musculaires et les hépatocytes [137, 138]. Outre les cellules musculaires, les érythrocytes participent également à ce cycle grâce aux transporteurs MCT1, leur permettant de relâcher le lactate dans la circulation sanguine [139]. Le glucose produit à partir de ce lactate et distribué en retour par les hépatocytes pourra alors être intégré par les globules rouges, comme les cellules musculaires en cas d’activité physique intense par exemple (figure 9).
Figure 9 – Le cycle de Cori
Est représenté ici le cycle de Cori entre les cellules hépatiques et les cellules musculaires. Le lactate des cellules musculaires est rejeté dans la circulation sanguine et récupéré par les hépatocytes pour être métabolisé en glucose de nouveau via la néoglucogenèse.

La phosphorylation oxydative

De façon générale, en présence de dioxygène, le pyruvate produit à l’issue de la glycolyse entre majoritairement dans les mitochondries dans lesquelles il peut participer à la phosphorylation oxydative, après être converti en acétyl CoA (figure 7). La phosphorylation oxydative correspond à une succession de réactions mitochondriales, exploitant l’énergie produite par l’oxydation complète de métabolites cellulaires, tels que l’acétyl CoA. Elle a pour principaux objectifs de synthétiser de l’ATP et de régénérer du NAD+. Cependant avant de décrire plus en détail le processus de phosphorylation oxydative, il est nécessaire d’apporter quelques précisions quant au cycle de krebs, également nommé cycle de l’acide citrique. L’oxydation cytosolique d’une molécule de glucose aboutit à deux molécules de pyruvate qui peuvent être investies dans plusieurs voies glycolytiques. En présence d’oxygène le pyruvate rejoint préférentiellement la voie de la phosphorylation oxidative, via le cycle de krebs. Dans cette situation le pyruvate est transporté dans la mitochondrie par le complexe mitochondrial MPC1/MPC2 [140], comme mentionné dans la section précédente, dans laquelle il pourra être converti en acétyl CoA et ainsi intégrer le cycle de krebs. Parmi les huit étapes composant ce cycle, quatre réactions d’oxydation sont couplées à la génération de NADH ou de FADH2, un autre transporteur d’électrons (figure 10). L’énergie portée par ces deux molécules servira alors à alimenter la chaîne respiratoire, correspondant à une chaine de transport d’électrons (CTE), couplée avec une phosphorylation de l’ADP en ATP.

Table des matières

1 Introduction
1.1 Etudier la stochasticité de l’expression des gènes (SEG) et le métabolisme pour mieux comprendre le processus de différenciation
1.2 Le processus de différenciation
1.2.1 La vision classique du processus de différenciation cellulaire
1.2.2 Caractéristiques du processus de différenciation érythrocytaire
1.2.3 La différenciation cellulaire à l’ère de la biologie systémique
1.3 Stochasticité d’expression génique (SEG) et différenciation cellulaire
1.3.1 La SEG
1.3.1.1 Définition, origines et rôle de la SEG
1.3.1.1.1 La SEG, un hasard contraint
1.3.1.1.2 Causes de la SEG
1.3.1.1.3 La SEG dans les processus biologiques
1.3.1.2 Quels outils pour mesurer quantitativement la stochasticité ?
1.3.1.2.1 Etat des lieux des différentes méthodes d’analyse de la variabilité de l’expression génique
1.3.1.2.2 L’entropie de Shannon
1.3.2 La SEG, une force motrice de l’engagement en différenciation ?
1.4 Métabolisme et différenciation cellulaire
1.4.1 Présentation du métabolisme cellulaire eucaryote
1.4.1.1 Introduction au métabolisme
1.4.1.2 Co-facteurs métaboliques et réservoirs énergétiques
1.4.2 Le métabolisme du glucose
1.4.2.1 Catabolisme et anabolisme du glucose
1.4.2.2 Les voies énergétiques de la glycolyse
1.4.2.2.1 La glycolyse anaérobie
1.4.2.2.2 La phosphorylation oxydative
1.4.3 Carrefours et convergences des différentes voies métaboliques
1.4.4 Le switch métabolique, moteur de la différenciation ?
1.5 Différenciation cellulaire, SEG et métabolisme glycolytique
2 Analyse de la variabilité de l’expression génique en cellule unique au cours du processus de différenciation
2.1 Article 1 : Single-Cell-Based Analysis Highlights a Surge in Cell-to-Cell Molecular Variability Preceding Irreversible Commitment in a Differentiation Process
2.1.1 Principaux résultats de l’article 1
2.1.2 Principales conclusions de l’article 1
2.1.3 Article 1
2.2 Article 2 : Automated cell cycle and cell size measurements for singlecell gene expression studies
2.2.1 Principaux résultats de l’article 2
2.2.2 Principales conclusions de l’article 2
2.2.3 Article 2
2.3 Article 3 : Integrated time-lapse and single-cell transcription studies highlight the variable and dynamic nature of human hematopoietic cell fate commitment
2.3.1 Principaux résultats de l’article 3
2.3.2 Principales conclusions de l’article 3
2.3.3 Article 3
3 Rôle de LDHA et du métabolisme du glucose dans l’auto-renouvellement et la différenciation de progéniteurs érythrocytaires aviaires
3.1 Article 4 : Erythroid differentiation displays a peak of energy consumption concomitant with glycolytic metabolism rearrangements
3.1.1 Principaux résultats de l’article 4
3.1.2 Principales conclusions de l’article 4
3.1.3 Article 4
4 Discussion et perspectives
4.1 Mise en évidence expérimentale d’un scénario commun à différents processus de différenciation
4.2 Mieux comprendre le rôle de la variabilité de l’expression génique dans la différenciation
4.3 Remaniements du métabolisme glycolytique au cours de la différenciation érythrocytaire
4.4 Implications d’autres voies métaboliques dans la différenciation érythrocytaire
4.5 Intégration du pic énergétique dans la chronologie des évènements moléculaires identifiés au cours de la différenciation
4.6 Communications entre le réseau de régulation de gènes et le réseau métabolique