Etude du rôle d'une sous-unité essentielle de la particule régulatrice du protéasome 26S dans la dynamique de deux organelles chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Study of the role of an essential subunit of the 26S proteasome regulatory particle in the dynamic of two organelles in the yeast saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Line Hofmann
• Direction : Agnès Delahodde
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéasome

Peroxysomes

Mitochondries

Résumé

Les mitochondries sont des organelles essentielles à la vie. Elles sont en perpétuel mouvement et des événements de fusion et fission des membranes gouvernent la dynamique mitochondriale. L'objectif de ma thèse a été d'élucider le rôle d'une sous-unité essentielle du protéasome (Rpn11) sur la dynamique mitochondriale. Le protéasome, responsable de la dégradation des protéines ubiquitinées, joue un rôle majeur dans un grand nombre de fonctions cellulaires dont la fusion mitochondriale. Cependant, de par son aspect modulaire, il a été clairement établi que son activité n'est pas réduite à la dégradation des protéines. Le protéasome joue aussi un rôle crucial dans différents mécanismes, indépendamment de son activité de dégradation. Mes travaux ont permis de proposer une nouvelle fonction non protéolytique associée au protéasome. La caractérisation des défauts d'une souche mutée dans RPN11 (fragmentation mitochondriale, augmentation anormale du nombre de peroxysomes) nous a permis de mettre en évidence que Rpn11 régule l'appareil de fission commun aux mitochondries et aux peroxysomes (Fis1/Mdv1/Dnm1). L'analyse des phénotypes de différents allèles mutants de RPN11 a révélé un domaine fonctionnel C-terminal indépendant du domaine N-terminal. Ce domaine C-terminal est essentiel au maintien du génome mitochondrial et de la morphologie mitochondriale. Enfin, nous avons démontré, grâce à l'étude quantitative des peroxysomes dans différents contextes génétiques, que Rpn11 régule la fission des peroxysomes et des mitochondries de manière Fis1 dépendante, en dehors de son activité de déubiquitination et indépendamment de l'activité de dégradation du protéasome.

Mitochondria are essential organelles for life. They constantly move and membrane fusion and fission events govern the mitochondrial dynamics. The aim of my thesis was to elucidate the role of an essential subunit of the proteasome (Rpn11) on the mitochondrial dynamic. The proteasome, responsible of the polyubiquitinated proteins degradation, plays a major role in a wide variety of cellular functions, including mitochondrial fusion. However, because of its modular conformation, it is well established that its activity is not reduced to protein degradation. The proteasome plays also crucial roles in different mecanisms, independently of its proteolytic activity. My work allowed to propose a new non proteolytic function associated with the proteasome. The characterization of defects found in a RPN11 mutated strain (mitochondrial fragmentation, anormal increased number of peroxisomes) allowed us to demonstrate that Rpn11 regulate the common fission apparatus of mitochondria and peroxisomes (Fis1/Mdv1/Dnm1). The phenotypic analyses of various mutated alleles of RPN11 revealed a new function of the C-terminal domain independent of the N-terminal domain. This C-terminal domain is essential for the mitochondrial genome and mitochondrial morphology maintenance. Finally, by quantitative analyses of peroxisomes number in different genetic contexts, we have demonstrated that Rpn11 regulates the mitochondrial and peroxysomal fission in a Fis1-dependent manner, but independently from its deuqiquitination activity and from the proteasome degradation activity.