Congratulations to our new doctor Xavier Manière who graduated on November 2nd 2011
Thesis defense of Xavier Manière, INSERM U1001, Faculté de médecine Université Paris Descartes
PhD title : Phenotipic variability in Caenorhabditis aging.
Scientific domain : Aging biology
Members of the jury:
Président : Jacques Tréton, DR1 Paris Descartes
Rapporteurs:
Hugo Aguilaniu, CR1 CNRS, École Normale Supérieure de Lyon
Daryl Shanley, Senior Lecturer, Institute for Ageing and Health Newcastle University
Éxaminateurs:
Marie-Anne Félix, Professeur à l' École Normale Supérieure
Olivier Nosjean, Institut de Recherche Servier
Directeur de thèse:
Ivan Matic, DR1 CNRS
Summary/Résumé
SUMMARY
Genetic differences explain most of the lifespan variability within animal kingdom. However, at the level of the species, environmental factors can significantly affect lifespan. When animals are raised in controlled and protected environment such as laboratory conditions they mainly die from age related causes. However it is striking to observe that in these conditions lifespan variability is similar in isogenic and non isogenic populations. These results show that genetic determinants are not sufficient to explain death occurrence and aging rate of individuals. Therefore we decided to investigate mechanisms that can influence biological aging. To address this issue we used C. elegans, a nematode. Indeed, this model gives the opportunity to raise clonal populations.
Because locomotion has been shown to be one of the most reliable biomarker of aging we decided to employ electrotaxis to sort groups of nematodes with similar crawling velocity performance and therefore life expectancy. We first show the relevance of electrotaxis as a general method to realize quantitative measurement of C. elegans locomotory performance either between different strain or between individuals at different age. Then we investigated effect of age on locomotory performance of C. elegans N2 in electric fields. We found that crawling speed is the major factor affecting self-sorting of C. elegans N2 hermaphrodites just after the reproductive period. We demonstrated that we were able to sort groups of nematodes having different life expectancy and finally showed that protein carbonyl levels, the proxy we used to measure proteome quality, was correlated with lifespan in C. elegans N2 hermaphrodites.
RÉSUMÉ
Les différences d'espérances de vie entre espèces sont principalement d'origines génétiques. En revanche, à l'échelle d'une espèce, les conditions environnementales peuvent influencer significativement la longévité des individus. Lorsque des animaux sont élevés dans environnements contrôlés et protégés ils meurent principalement de causes liées au vieillissement. Il est alors frappant, que la variabilité des espérances de vies est la même au sein de populations isogéniques qu'au sein de populations non isogéniques. Ces résultats démontrent que les facteurs génétiques seuls ne suffisent à expliquer la mort et le taux de vieillissement des individus. Afin de mieux comprendre quels sont les phénomènes à l'échelle cellulaire pouvant expliquer le vieillissement prématuré d'individus génétiquement identiques, nous avons choisi de travailler sur des populations clonales de Caenorhabditis elegans élevées dans un environnement controlé et protégé.
Comme il a été montré chez C. elegans que les performances locomotrices pouvaient être utilisées comme un biomarqueur du vieillissement, nous avons développé une méthode permettant de quantifier différentes variables associées à la locomotion. En tirant parti de la capacité des nématodes à s'orienter puis à se déplacer lorsqu'ils sont placé dans un champ électrique, nous avons pu isoler des populations de nématodes ayant des vitesses de déplacement différentes.
Nous avons ensuite montré l'efficacité de cette méthode pour séparer à l'intérieur d'une population isogénique dans un même environnement des nématodes ayant une courte espérance de vie de ceux ayant une longue espérance de vie, et ce dès le début de la phase post-reproductive. Nous avons alors pu mettre en evidence que le niveau de carbonylation du protéome était significativement plus élevé chez les individus ayant une espérance de vie courte.