Signalisation moléculaire et Activation cellulaire - CNRS URA2582  


  RESPONSABLEProf. ISRAEL Alain / aisrael@pasteur.fr
  MEMBRESDr BROU Christel / CORTE-REAL FILIPE Josina / Dr GUPTA-ROSSI Neetu / HEUSS Sara
Dr LAPLANTINE Emmanuel / LOBRY Camille / Dr LOGEAT Frédérique / Dr WEIL Robert

  Rapport d'activité

Les projets du laboratoire portent sur l'étude de deux systèmes de signalisation caractérisés par des événements inductibles de protéolyse, aboutissant au transport nucléaire de facteurs de transcription. Un premier projet concerne la famille de facteurs de transcription rel/NF-κB, dont l'activité est contrôlée par des mécanismes de rétention cytoplasmique impliquant des molécules inhibitrices (appelées IκB) dont la dégradation est induite par une variété de signaux. Nous avons poursuivi la caractérisation des événements qui accompagnent l’activation de NF-kB dans les cellules T par la voie du TCR. Un second projet porte sur la caractérisation fonctionnelle de la protéine NRP/optineurine, qui présente des homologies très fortes avec la protéine NEMO, l’élément central de la voie d’activation NF-kB.

La seconde voie de signalisation que nous étudions est centrée sur le récepteur Notch, qui transmet un signal à la suite de 3 étapes de protéolyse et du transport nucléaire de sa région intracellulaire qui se comporte alors comme un co-activateur transcriptionnel. Nos efforts ont porté dans 2 directions : nous avons d’une part poursuivi la caractérisation fonctionnelle d’une série d’ubiquitine-ligases impliquées dans les étapes précoces de cette voie. D’autre part nous avons poursuivi l’étude de la fonction cellulaire-autonome des ligands du récepteur Notch.

Activation de NF-kB par la voie du TCR (R. Weil, C Lobry, T. Lopez)

Nos résultats nous ont permis d’identifier le premier substrat dont la phosphorylation par le complexe de kinases IKK mène à une régulation négative de la voie NF-kB. Le complexe IKK est l’élément central de cette voie et est formé de deux kinases (IKKa et IKKb) et d’une sous-unité régulatrice (NEMO/IKKg). La fonction principale d’IKK est de phosphoryler les inhibiteurs de NF-kB, amenant leur dégradation et la libération des sous-unités NF-kB. Nous avons montré que dans le contexte de la stimulation des cellules T par le TCR, le complexe IKK induit la phosphorylation de la protéine Bcl10, amenant ainsi sa dégradation et l’interruption de la signalisation NF-kB. Nous avons aussi identifié les sites de phosphorylation ainsi que l’ubiquitine ligase impliqués dans cette dégradation. Finalement nous avons montré que les formes non-dégradables de Bcl10 s’accumulent dans le noyau en réponse à une activation du TCR, une situation retrouvée dans un certain nombre de cancers (lymphomes de MALT) et dont nous avons entrepris l’étude de la signification fonctionnelle.

Etude de la protéine NRP/optineurine (R. Weil, E. Laplantine, J. Corte-Real Filipe, T. Lopez)

Bien que présentant des homologies très fortes avec la protéine NEMO, la protéine NRP n’est pas impliquée dans la voie de signalisation NF-kB. En outre des mutations du gène NRP sont associées à certaines formes de glaucome. Nous avons montré qu’il s’agissait d’une protéine associée (probablement indirectement) à l’appareil de Golgi, dont l’inactivation aboutit à la désorganisation du Golgi et à des perturbations du trafic entre cette organelle et la membrane plasmique. Nous tentons par des approches génétiques et biochimiques de mieux comprendre sa fonction, et d’expliquer comment des mutations dans ce gène peuvent être liées au glaucome.

La voie de signalisation Notch (F. Logeat, C. Brou, N. Gupta, S. Heuss, P. Chastagner, D. Ndiaye)

Nous avons proposé un modèle selon lequel l'activation du récepteur Notch implique 3 étapes de maturation protéolytique. La première coupure est dûe à la furine et est nécessaire à l'expression à la membrane d'un récepteur fonctionnel. Une seconde étape de coupure, nécessaire à l'activation, a lieu dans la région extracellulaire de Notch et est dûe à la métalloprotéase TACE. L'étape finale est dûe à une activité nommée γ-secrétase, et aboutit à la libération de la région intracellulaire du récepteur qui est transportée dans le noyau où elle se comporte comme un co-activateur transcriptionnel.

Un des projets en cours vise à comprendre la fonction d’un certain nombre d’ubiquitine-ligases impliquées (par des approches génétiques chez les invertébrés) dans la voie Notch, mais dont la fonction réelle est inconnue. Nous nous sommes focalisés sur les protéines deltex (dtx) et Itch/AIP4, qui semblent être respectivement des régulateurs positif et négatif de la voie Notch. Nous avons ainsi montré que AIP4 est responsable de la dégradation de dtx, par l’intermédiaire de chaines de polyubiquitine atypiques menant à la dégradation dans les lysosomes. Nous tentons actuellement de déterminer quelles interactions existent entre ces 2 protéines et le récepteur Notch lui-même.

Finalement nous disséquons la fonction cellulaire autonome des ligands de Notch. L’étude de Delta1, l’un de ces ligands, a montré que cette molécule subissait comme le récepteur Notch deux clivages libérant la région intracellulaire, dont une partie était retrouvée dans le noyau. Nous étudions d’une part les événements qui régulent ce clivage, et en particulier les étapes d’ubiquitination, ainsi que les conséquences des interactions entre la région intracellulaire de Delta1 et des protéines d’échafaudage impliquées dans la mobilité et l’adhésion cellulaire. D’autre part nous analysons le transcriptome de cellules exprimant ou non la molécule Delta1 ou des formes mutées de celle-ci.

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