Rôle de protéine de liaison à l’acyl CoA, dans la régulation de la longévité

Conserved Role of Acyl-CoA Binding Proteins in Life Span Regulation

• Auteur / Autrice : Mehrnaz Shamalnasab
• Direction : Paola Fabrizio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 17/12/2012
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Schaeffer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Schaeffer, Marc Billaud, Simon Galas, Hugo Aguilaniu, Nils J. Faergeman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Billaud, Simon Galas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saccharomyces cerevisiae

Caenorhabditis elegans

Longévité

Vieillissement

Mots clés libres

Vieillissement

Longévité

Caenorhabditis elegans

Saccharomyces cerevisiae

Acyl-CoA

Aging

Proteotoxicity

Caenorhabditis elegans

Saccharomyces cerevisiae

Acyl-CoA

Résumé

Depuis une vingtaine d’années, il est possible d’allonger la durée de vie génétiquement. Nombre d’études réalisées sur des espèces allant de la levure aux primates, ont permis d’identifier des cascades de signaux intracellulaires ayant un impact sur la longévité et la qualité du vieillissement. Il est important de noter que certaines de ces interventions réduisent considérablement l’incidence de cancers et de maladies liées au vieillissement chez les mammifères. Ceci témoigne des liens existant entre vieillissement et carcinogénèse et il probable que le développement de stratégies pharmacologiques ayant pour cible le vieillissement se révèlent efficaces contre les maladies du vieillissement comme le cancer, la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson. Nous avons criblé la banque de mutants de Saccharomyces cerevisiae pour identifier des mutations génétiques qui augmentent la durée de vie. La plupart des gènes identifiés se sont révélés conservés puisqu’ils influencent aussi la longévité chez C. elegans. La protéine de liaison à l’acyl-CoA (ACBP) est une petite protéine (10 kDa) qui se lie avec une haute affinité aux chaîne d’acyl-CoA esters (moyennes et longues) et les transporte vers les sites de consommation de l'acyl-CoA. ACBP est hautement conservée parmi les espèces eucaryotes et joue un rôle important dans la biosynthèse des lipides et le trafic vésiculaire. Chez Saccharomyces cerevisiae, la délétion d’ACBP (ACB1) entraîne une augmentation de la longévité et favorise la résistance au stress. Pour tester si l’impact d’ACBP sur la longévité s'étend aux eucaryotes supérieurs, nous avons exploré le lien entre les gènes codant pour des ACBPs chez Caenorhabditis elegans et la longévité en utilisant l’ARN interfèrent. Chez C. elegans, sept paralogues ACBP ont été identifiés, qui sont exprimés dans différents tissus. Nous avons constaté que la réduction de l'expression de maa-1 (codant une ACBP associée aux membranes) prolonge la durée de vie des vers sauvages. Nos résultats démontrent que: 1) une perte de fonction de maa-1 entraîne une résistance au superoxyde, 2) et aux événements protéotoxiques telle que l'agrégation protéique associées aux maladies neurodégénératives comme la maladie de Huntington. Enfin, nous avons montré que l'activité du facteur de transcription HIF-1 (hypoxia inducible factor-1) contribue à la longévité causée par la mutation maa-1. En effet, la délétion du gène hif-1 annule complètement l’augmentation de la longévité causée par maa-1.

Understanding the aging process, its regulation, and how to delay it has become a priority for an increasing number of scientists worldwide. The principal reason for this is that it is becoming more and more evident that anti-aging interventions may be effective against age-related diseases such as cancer, cardiovascular, and neurodegenerative diseases. Simple model organisms such as Caenorhabditis elegans and Saccharomyces cerevisiae have been instrumental to identify the principal genes implicated in aging whose role has turned out to be conserved in mammals. The project presented here has originated from a genome-wide screen performed in S. cerevisiae that has led to discover several novel life span-regulatory genes whose deletion prevents aging. One of these genes encodes for Acyl-CoA binding protein (ACBP). ACBP is a small (10 kDa) protein that binds medium- and long-chain fatty acyl-CoA esters with high affinity and transports them to acyl-CoA consuming processes. ACBP is highly conserved among eukaryotic species and plays important roles in lipid biosynthesis and vesicle trafficking. In S. cerevisiae, lack of ACBP (Acb1) extends longevity and promotes stress resistance. To test whether the life span-regulatory role of ACBP extends to higher eukaryotes, we explored the link between the C. elegans ACBP genes and longevity by RNAi screening. In C. elegans, seven ACBP paralogs have been identified, which are expressed in different tissues. We found that reducing the expression of maa-1 (encoding a membrane associated ACBP) extended the longevity of wild-type worms. Our results show that 1) a loss of function maa-1 mutant is resistant to the superoxide-generating agent paraquat and 2) reduction of maa-1 expression increases resistance to the proteotoxicity associated with the aggregation of the Huntington's disease-associated polyQ peptide. The activity of the anti-aging transcription factor HIF-1 (hypoxia inducible factor-1) contributes to the extended longevity caused by lack of maa-1. The effect of MAA-1 loss on longevity was fully reverted by the deletion of the hif-1 gene.