L’autophagie est un processus de dégradation et de recyclage des composés cellulaires. Ce mécanisme est nécessaire que ce soit à l’état basal pour éliminer des agrégats protéiques ou des organites endommagés ou en condition de stress, tels que la carence nutritionnelle, l’hypoxie ou encore des traitements anticancéreux. De ce fait, l’autophagie est un processus essentiel à la survie ainsi qu’au maintien de l’homéostasie cellulaire. Connaître les joueurs et comprendre les mécanismes de régulation de l’autophagie sont donc importants. Les GTPases RABs sont des régulateurs importants de ce processus. Celles-ci agissent comme des interrupteurs moléculaires permettant d’exécuter rapidement des fonctions dans la cellule. Les RABs sont activées par des Guanine Nucleotide Exchange Factors (GEF) alors que les GTPase Activating Proteins (GAP) accélèrent la désactivation de la RAB. RAB21 est essentielle dans les étapes tardives de l’autophagie. En effet, RAB21 est activée par la carence nutritionnelle, via sa GEF MTMTR13, et permet le trafic d’une SNARE requise pour le flux autophagique. Lors d’une carence prolongée, l’activité de RAB21 diminue rapidement, suggérant ainsi le rôle d’une GAP dans cette régulation négative. Toutefois, aucune GAP pour RAB21 n’a été identifiée jusqu’à maintenant. Un criblage génétique chez la drosophile a permis d’identifier quelques candidats. Suite à des essais d’interactions protéiques, il s’est avéré que seule la GAP TBC1D25 interagissait avec RAB21. De plus, cette interaction est augmentée en fonction de la carence nutritionnelle. Des immunofluorescences par microscopie confocale ont révélé que l’interaction RAB21-TBC1D25 était située en partie au niveau des endosomes précoces. Par ailleurs, une activation prolongée de RAB5, située sur les endosomes précoces, inhibe l’interaction RAB21-TBC1D25. De plus amples expériences devront être réalisées afin d’expliquer ces résultats. Dans un autre ordre d’idée, RAB21 est surexprimée dans les cellules ayant un flux autophagique élevé ainsi que dans certaines tumeurs de cancer du côlon (données non publiées du laboratoire). L’expression de Tbc1d25 dans ces mêmes tumeurs ne semble pas augmentée, indiquant que TBC1D25 pourrait être un inhibiteur autophagique spécifique aux cellules ayant un flux autophagique élevé. À la lumière des résultats obtenus, TBC1D25 semble être une GAP pour RAB21 qui permet sa régulation négative suivant l’activation de l’autophagie induite par la carence nutritionnelle. / Abstract : Autophagy is defined as the lysosomal degradation and recycling of cellular constituents. At basal levels, autophagy eliminates protein aggregates or damaged organelles. In condition of stress, such as in condition of nutritional deficiency, hypoxia or cancer treatments, autophagy allow cells to adapt and survive. Therefore, autophagy is an essential system required for survival and maintenance of cellular homeostasis. It is thus essential to identify the cellular entities and mechanisms regulating this process. RAB GTPases were identified as master regulators of autophagy. These particular proteins act as molecular switches for the rapid execution of cellular responses. RABs are activated by Guanine Nucleotide Exchange Factors (GEF) whereas GTPase Activating Proteins (GAP) accelerates RAB deactivation. RAB21 is essential in the late stages of autophagy. Indeed, RAB21 is activated by nutritional deficiency, via its GEF MTMTR13, to allow trafficking of a SNARE required for autophagic flux. During starvation, RAB21 is deactivated which suggest that a GAP could negatively regulate RAB21 activity. However, to date no GAP for RAB21 has been identified. An eye modifier genetic screen in Drosophila was performed to identify potential RAB21 GAPs and some candidates were identified. As a result of this screen, the GAP TBC1D25 was identified as interacting with RAB21. Moreover, this interaction was increased by starvation. Proximity ligation assays revealed that the RAB21-TBC1D25 interaction partially localized at early endosomes. Moreover, prolonged activation of RAB5, located at early endosomes, inhibited RAB21-TBC1D25 interaction. Further experiments will be carried out to explain these results. With respect to the roles of autophagy in cancer, RAB21 was shown to be overexpressed in cells with high autophagic flux as well as in some colon cancer tumors. Importantly, the expression of Tbc1d25 in these same tumors does not appear to be increased, indicating that TBC1D25 could be an autophagic inhibitor specific to cells with a high autophagic flow. My work suggests that TBC1D25 could function as a GAP to negatively regulate RAB21 activity in condition of prolonged starvation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/11544 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Normandin, Caroline |
| Contributors | Jean, Steve |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Caroline Normandin, Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale 2.5 Canada, http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ca/ |
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