Contrôle de AP-1 sur le trafic de E-Cadhérine chez Drosophila melanogaster

AP-1 dependent E-Cadherin trafficking in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Nicolas Loyer
• Direction : Roland Le Borgne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 16/10/2014
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique et Développement de Rennes (UMR 6290) - IGDR
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytologie

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Biologie cellulaire

Trafic membranaire

Adhésion cellulaire

E-Cadhérine

Epithelium

Ovogénèse

Drosophila melanogaster

Cell biology

Membrane trafficking

Cell adhesion

E-Cadherin

Epithelium

Oogenesis

Drosophila melanogaster

Résumé

L'intérieur des cellules eucaryotes est compartimenté en organites qui échangent des lipides et protéines entre eux et avec la membrane plasmique via le trafic vésiculaire. Dans les cellules polarisées comme les cellules épithéliales, dont la membrane plasmique est divisée en un pôle apical et un pôle basolatéral séparés par une ceinture de jonctions, le trafic vésiculaire est contrôlé par des systèmes de tri polarisé, permettant d'adresser les protéines appropriées au domaine membranaire approprié. Dans ces cellules épithéliales, le complexe adaptateur AP-1 contrôle l'adressage au pôle basolatéral et le trafic de la molécule d'adhésion E-Cadhérine, une protéine transmembranaire des jonctions d'adhérence. Il a de plus été démontré dans les cellules intestinales du nématode C. elegans et des mammifères qu'AP-1 est nécessaire au maintien de la polarité épithélial. J'ai étudié ces fonctions d'AP-1 chez l'organisme modèle Drosophila melanogaster. J'ai montré qu'AP-1 contrôle aussi le trafic de E-Cadhérine chez la Drosophile mais n'est pas requis pour la maintenance de la polarité de l'épithélium folliculaire, un épithélium entourant le cyste germinal femelle de 16 cellules au cours de l'ovogénèse chez la Drosophile. Ces expériences dans ce tissu m'ont amené à découvrir une nouvelle fonction de E-Cadhérine dans le cyste germinal. Les cellules de ce cyste sont connectées entre elles par des ponts cytoplasmiques stabilisés à l'issue de cytocinèses incomplètes. J'ai montré que les cellules du cyste mutantes pour AP-1 présentent un phénotype de multinucléation dû au décrochage des ponts cytoplasmiques. Ce phénotype corrèle avec un défaut d'adressage de E-Cadhérine dépendant d'AP-1 à la membrane plasmique entourant ces ponts, via les endosomes de recyclage. E-Cadhérine y est nécessaire pour leur ancrage à la membrane plasmique, un rôle qui avait été jusque-Là masqué par l'expression ectopique compensatoire de N-Cadhérine dans les mutants E-Cadhérine. Ce rôle d'E-Cadhérine passe par l'organisation de protrusions membranaires présentant l'aspect et contenant certains marqueurs protéiques des microvillosités observées au pôle apical des cellules épithéliales.

Eukaryotic cells are compartmentalized in organelles. Lipidic and proteic exchanges between organelles and the plasma membrane are controlled by vesicular trafficking. In polarised cells such as epithelial cells, whose plasma membrane is divided into an apical and a basolateral pole separated by a junctional belt, appropriate targeting of proteins to appropriate poles relies on polarised sorting mechanisms controlling vesicular trafficking. In these cells, the clathrin adaptor complex AP-1 controls basolateral targeting and trafficking of the adhesion molecule E-Cadherin, a transmembrane adherens junctions protein. AP-1 is furthermore necessary for epithelial polarity maintenance in intestinal epithelial cells in the nematode C. elegans and mammals. I studied AP-1 functions in the model organism Drosophila melanogaster. I showed AP-1 also controls E-Cadherin trafficking in Drosophila but is not required for polarity maintenance in follicular cells, an epithelium surrounding the female germline cyst during oogenesis. Experiments in this tissue led me to discover a new E-Cadherin function in the germline cyst. Germline cyst cells are interconnected by cytoplasmic bridges stabilised after incomplete cytokinesis. I showed AP-1 mutant cyst cells were multinucleated due to a detachment of cytoplasmic bridges from the plasma membrane. This phenotype correlated with an E-Cadherin AP-1-Dependent targeting defect from recycling endosomes to the plasma membrane surrounding these bridges. E-Cadherin is necessary for their anchoring to the plasma membrane, a role that was hidden by ectopic compensatory expression of N-Cadherin in E-Cadherin mutants. This new role is mediated by E-Cadherin-Dependent organisation of membrane protrusions similar in aspect with and containing proteins of microvillosities present at the apical pole of epithelial cells.