Identification des déterminants moléculaires impliqués dans le transport d'ATG9A (autophagy-related protein 9A) à partir du réticulum endoplasmique en conditions basales

Résumé

ATG9A est une protéine à plusieurs segments transmembranaires requise pour la formation des autophagosomes. En conditions basales, c’est-à-dire d’autophagie non stimulée, ATG9A est localisée dans les cellules de mammifères au niveau de l’appareil de Golgi, des endosomes et de la membrane plasmique, et est transportée de façon cyclique entre ces différents compartiments. Suite à l’induction de l’autophagie, ATG9A se relocalise au niveau du site de formation de l’autophagosome et semble participer à la formation et à l’expansion du phagophore à l’origine de ce compartiment. En effet, l’extinction de l’expression d’ATG9A se traduit par une diminution du recrutement, au niveau de cette structure, de protéines impliquées dans les étapes précoces du processus autophagique et par une diminution du nombre d’autophagosomes formés en conditions de jeûne. Il est intéressant de noter que ce défaut est aussi observé lorsque le trafic intracellulaire d’ATG9A est perturbé. Cette observation révèle que les voies et les mécanismes moléculaires responsables du transport d’ATG9A dans la cellule sont des éléments clés du processus autophagique.
Bien qu’il ait été démontré qu’ATG9A voyage depuis le réseau trans-Golgien (TGN) et la membrane plasmique vers les endosomes de recyclage, à partir desquels elle peut rejoindre les autophagosomes en formation, seuls quelques éléments des mécanismes moléculaires impliqués dans les différentes étapes de ce trafic ont été identifiés à ce jour. Au cours de notre travail, nous nous sommes d’abord attelés à identifier les déterminants intramoléculaires qui régissent le trafic intracellulaire de la forme humaine d’ATG9A en conditions basales. Nos résultats ont révélé que la perte des résidus L340 à L354 localisés dans la seconde boucle luminale d’ATG9A provoque la rétention de la protéine au sein du réticulum endoplasmique ainsi que sa dégradation par le protéasome, suggérant un défaut de repliement de la protéine mutée. Par ailleurs, une rétention dans le réticulum endoplasmique, sans dégradation massive par le protéasome, était observée lorsqu’une glycine localisée en position 516 (région C-terminale cytosolique) était substituée par une alanine. Cette observation nous a amené à postuler qu’une orientation déterminée de la région C-terminale puisse conditionner le transport d’ATG9A entre le réticulum endoplasmique et le cis-Golgi. Nous avons également observé que la forme sauvage de la protéine ATG9A traversait l’appareil de Golgi et le TGN pour rejoindre les endosomes dans des vésicules recouvertes de clathrine. Une observation intéressante est que ce transport ne prend plus place lors de la mutation de la séquence L711YM713 localisée dans la région C-terminale d’ATG9A. Ce motif est donc requis pour le transport d’ATG9A au delà du cis-Golgi après sa sortie du réticulum endoplasmique. Enfin, dans le cadre de cette recherche de signaux d’adressage, nous avons observé que l’oligomérisation d’ATG9A promeut sa sortie du réticulum endoplasmique, tout comme cela a été décrit pour l’Atg9 de levure. Dans un deuxième temps, grâce à ces outils moléculaires, nous avons mis en évidence qu’en plus d’emprunter les voies de transport intracellulaires classiques (voie de sécrétion et voie d’endocytose), ATG9A est capable de contourner l’appareil de Golgi dans un transport l’amenant néanmoins à la membrane plasmique. Nos résultats préliminaires suggèrent que cette voie alternative soit plus utilisée dans des cellules neuronales que dans d’autres types cellulaires. Dans le futur, il serait intéressant de déterminer si cette observation est corrélée à une fonction autophagique plus importante et/ou mieux contrôlée dans les cellules neuronales qui sont particulièrement sensibles à l’accumulation d’agrégats protéiques suite à un dysfonctionnement du processus autophagique et donc à un déficit de clairance cellulaire.

la date de réponse	24 juil. 2017
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Michel Jadot (Promoteur), Marielle Boonen (Copromoteur), Yves Poumay (Président), Bruno ANDRE (Jury), Florence Debacq-Chainiaux (Jury), Xavier De Bolle (Jury), Bruno Flamion (Jury) & Pierre Morsomme (Jury)