Trafic membranaire, ubiquitine et signalisation

Responsable

  • Sébastien LEON
    Téléphone : +33 (0)157278057
    Courriel
    3e étage

L’endocytose participe à l’adaptation des cellules à leur environnement

L’endocytose est un mécanisme cellulaire fondamental qui régule la présence et l’abondance de protéines (récepteurs, transporteurs) à la membrane plasmique.
L’endocytose de récepteurs est généralement induite par la présence du ligand correspondant (hormone, facteur de croissance) dans le milieu extracellulaire et contribue à limiter l’exposition des cellules au signal. Des défauts d’endocytose peuvent conduire à une signalisation aberrante et être à l’origine de pathologies dont certains cancers.

L’endocytose régule aussi la présence de transporteurs à la membrane plasmique en fonction de la composition nutritionnelle du milieu et de ses changements éventuels. Elle est donc une composante importante de l’adaptation des cellules à leur environnement.

L’ubiquitylation des transporteurs : une étape clé de l’endocytose

L’endocytose de transporteurs est généralement précédée par leur ubiquitylation. Cette modification post-traductionnelle agit comme un signal moléculaire permettant la progression des transporteurs dans la voie d’endocytose.
Chez la levure, l’ubiquitylation des transporteurs est réalisée par l’ubiquitine ligase Rsp5 (membre de la famille Nedd4 : 9 membres chez l’homme). Cette étape fait aussi intervenir des protéines adaptatrices de Rsp5 appelée ARTs (Arrestin-Related Trafficking adaptors – environ 15 membres chez la levure).
Chez l’homme, les protéines orthologues des ARTs (appelées ARRDC) semblent fonctionner de façon similaire, et agissent comme suppresseurs de tumeurs.

Notre objectif est de comprendre comment les signaux extracellulaires contrôlent l’ubiquitylation des transporteurs, et par conséquent, leur endocytose au cours de l’adaptation des cellules au milieu.

Notre organisme d’étude actuel est la levure Saccharomyces cerevisiae, qui a grandement contribué à la compréhension de mécanismes cellulaires conservés, dont l’endocytose.
Ce projet se situe dans le contexte de l’adaptation des cellules à la présence ou l’absence de glucose dans le milieu environnant. En effet, des changements de concentration de glucose du milieu conduisent à des modifications profondes de la composition en transporteurs de la membrane plasmique.  Par exemple, une carence en glucose déclenche l’endocytose de la plupart des transporteurs de glucose (ex. Hxt3, Figure 1). A l’inverse, l’ajout de glucose à des cellules cultivées en présence de sources alternatives de carbone conduit à l’endocytose des transporteurs correspondants (ex. Jen1, Figure 1 et Film 1), afin de garantir que le glucose est la source de carbone dont l’utilisation sera privilégiée.

Dans notre équipe, nous avons élucidé certains des mécanismes moléculaires impliqués dans ces régulations. En particulier, nous avons découvert que des voies de signalisation nutritionnelle régulent les modifications post-traductionnelles portées par les ARTs, ainsi que leur activité dans l’endocytose. La régulation de l’activité des ARTs par la disponibilité en nutriments du milieu permet d’expliquer pourquoi l’ubiquitylation des transporteurs est déclenchée uniquement dans certaines conditions physiologiques.

Cliquer ici pour consulter un résumé de nos résultats récents.

Mots clés : endocytose, Membranes, Trafic, Transporteurs de nutriments, métabolisme et signalisation du glucose, AMPK / Snf1, Ubiquitine , Nedd4 / Rsp5, Arrestin-related proteins (ARTs, ARRDCs), Levure, Imagerie cellulaire, Protéomique, Métabolisme cancéreux

Financements

Sélection de publications

Hovsepian J, Albanèse V, Becuwe M, Ivashov V, Teis D, Léon S. (2018) The yeast arrestin-related protein Bul1 is a novel actor of glucose-induced endocytosis. Mol Biol Cell. 29:1012-1020)
Free Full text

Hovsepian J, Defenouillère Q, Albanèse V, Váchová L, Garcia C, Palková Z, Léon S. (2017) Multilevel regulation of an α-arrestin by glucose depletion controls hexose transporter endocytosis. J Cell Biol. 216: 1811-1831.
Free Full text
Communiqué de presse

Becuwe M, Léon S (2014). Integrated control of transporter endocytosis and recycling by the arrestin-related protein Rod1 and the ubiquitin ligase Rsp5. eLife 3:e03307.
Abstract
Recommandé par F1000

Becuwe M*, Vieira N*, Lara D, Gomes-Rezende J, Soares-Cunha C, Casal M, Haguenauer-Tsapis R, Vincent O, Paiva S*, Léon S*. (2012) A molecular switch on an arrestin-like protein relays glucose signaling to transporter endocytosis.
J Cell Biol. 196(2):247-59.
Free Full Text
Voir la section  « In focus » par Mitch Leslie

Retour en haut de page