New Insights into the Regulation of Lymphocyte Signalling, Centriolar Satellites Proteostasis and Necroptotic Cell Death by Post-translational Modifications

Caractérisation de la régulation de la signalisation lymphocytaire, la protéostase des satellites centriolaire et la mort cellulaire necroptotique par des modifications post-traductionnelles

• Auteur / Autrice : Tiphaine Douanne
• Direction : Nicolas Bidère
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 30/10/2019
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunité innée et immunothérapie (Angers)
• Jury : Président / Présidente : François Vallette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Zimmermann, Claire Hivroz, Henning Walczak, Sylvie Urbé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ubiquitine

Mots clés libres

LUBAC

Ciliogenèse

Necroptose

NF-κB

Résumé

L’ubiquitination est une modification posttraductionnelle (MPT) qui gouverne la plupart des processus cellulaires Eucaryotes. Elle consiste en l’ajout d’une ubiquitine via une liaison covalente à une protéine cible, altérant son devenir (activité, localisation, dégradation). Le LUBAC (linear ubiquitin chain assembly complex) est le seul complexe capable de catalyser une forme énigmatique de cette modification, l’ubiquitination linéaire. Ces dernières années, ce complexe ternaire a été identifié comme un acteur majeur dans l’activation de NF-κB en réponse à de nombreux immunorécepteurs. Le but principal de cette thèse est de caractériser la régulation du LUBAC et ses partenaires dans des systèmes variés et d’identifier d’éventuelles MPT en charge de moduler ce complexe. Dans un premier temps, nous avons montré que la sous-unité du LUBAC HOIL1 est dynamiquement clivée par la paracaspase MALT1 en réponse à l’engagement des récepteurs antigéniques dans les lymphocytes pour pleinement activer NF-κB. HOIL1 est également constitutivement clivée dans un sous-groupe agressif de lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL), qui présentent une activation aberrante de MALT1, dévoilant de potentielles stratégies thérapeutiques. Dans un second temps, nous avons observé qu’une partie du partenaire du LUBAC CYLD est liée aux satellites centriolaires, des structures granulaires qui gravitent autour des centrosomes et orchestrent la ciliogenèse. Nos données suggèrent que CYLD contrôle la protéostase des satellites centriolaires et gouverne ainsi la formation du cil primaire. Enfin, nous avons analysé les phases précoces de la nécroptose, une forme de nécrose sous le contrôle du LUBAC. Nous avons mis en évidence que l’activation des canaux Pannexin-1 restreint la production de cytokines pro-inflammatoires associée à la nécroptose. Ensemble, ces travaux illustrent comment les MPT contrôlent les voies de signalisation cellulaires associées à l’ubiquitine et comment elles peuvent être corrompues dans des conditions pathologiques.

Ubiquitination is a pivotal multifaceted post-translational modification (PTM), which governs most cellular processes in Eukaryotic cells. Ubiquitination consists in the covalent binding of ubiquitin onto a target protein, altering its fate (activity, localisation, degradation). The “linear ubiquitin chain assembly complex” (LUBAC) is the only known complex capable of catalysing the enigmatic “head-to-tail” linear ubiquitination. Over the years, this tertiary complex has been shown to be essential for signalling to the NF-κB transcription factors family in response to the stimulation of various immunoreceptors. The primary goal of this PhD was to better understand how the LUBAC and its partners are modulated in different systems and identify possible PTMs regulating this complex. First, we discovered that the LUBAC subunit HOIL1 is dynamically cleaved by the paracaspase MALT1 upon antigen receptor engagement in lymphocytes to further NF- κB activation. HOIL1 is also constitutively cleaved in a subset of aggressive diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL), which displays aberrant activation of MALT1, unveiling potential therapeutic strategies. Second, we observed that a portion of the LUBAC’s partner CYLD is bound to the centriolar satellites, a set of granular structures surrounding centrosomes that orchestrate ciliogenesis. Our data suggests that CYLD governs the proteostasis of centriolar satellites, and thereby the formation of primary cilia. Lastly, we analysed the initial steps of necroptosis, a regulated form of necrosis under the control of the LUBAC. We found that activation of Pannexin-1 channels restrains the production of proinflammatory cytokines associated with necroptosis. Altogether, this work illustrates how PTM finely tune ubiquitin-associated signalling pathways, and how they can be perverted in pathological conditions.