Janvier 2019 : Liens entre la localisation des protéines de polarité, le trafic membranaire et le cytosquelette

La polarité cellulaire est une caractéristique essentielle du développement et du fonctionnement d'un organisme. Elle permet la subdivision de la cellule en différents domaines fonctionnels, tant au niveau de la membrane plasmique que du cytoplasme, assurant une asymétrie dans les fonctions de la cellule. L'établissement et le maintien de la polarité cellulaire sont sous le contrôle de deux principaux modules protéiques bien conservées parmi les métazoaires, incluant respectivement PAR1 et PAR3.

En utilisant l’ovocyte de drosophile comme système modèle, des chercheurs de l’équipe “Polarité et Morphogenèse” de l’Institut Jacques Monod, dans un article publié dans la revue eLife, ont pu mettre en évidence un nouveau mode de localisation de la protéine PAR3 couplé au trafic membranaire et au transport associé aux microtubules.
Dans l'ovocyte de drosophile, PAR3, au niveau du pôle antérieur, et PAR1, au niveau du pôle postérieur, spécifient les axes de polarité du futur embryon en contrôlant le transport asymétrique de déterminants cruciaux pour le développement. PAR3 et PAR1 s’excluent mutuellement par des phosphorylations directes ou indirectes, mais le destin une fois phosphorylés de ces deux protéines cytoplasmiques est mal connu.
Les chercheurs ont identifié plusieurs mécanismes distincts et complémentaires responsables de l'exclusion postérieure de PAR3 et de son accumulation antérieure ultérieure. L'exclusion de PAR3 de la membrane plasmique dépend de la protéine kinase PAR1 et d'un processus endocytique reposant sur la GTPase RAB5 et le phosphoinositide PI(4,5)P2. Dans une seconde phase, le transport polarisé de PAR3 vers le cortex antérieur s’effectue grâce à la dynéine et aux microtubules. Cette deuxième phase implique une nouvelle fois le trafic vésiculaire mais cette fois la GTPase RAB11 et les endosomes de recyclage.
L'ensemble de ces résultats suggère que le maintien de l'asymétrie de PAR3 repose sur une coopération entre le trafic membranaire et un transport dynéine dépendant. Les travaux futurs détermineront exactement comment PAR3, protéine cytoplasmique, est connectée à la machinerie d’endocytose et s'il s'agit d'un mécanisme général pouvant également se produire dans d'autres cellules polarisées et dans d'autres organismes.

Contact : Sandra Claret, Antoine Guichet,  équipe : "Polarité et Morphogenèse".

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