Mécanismes du transfert intercellulaire des homéoprotéines

Mechanisms of homeoproteins intercellular transfer

• Auteur / Autrice : Thibault Lin
• Direction : Alain Joliot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 24/09/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre interdisciplinaire de recherche en biologie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Beaumelle, Evelyne Bloch-Gallego, Fabienne Burlina
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Evelyne Bloch-Gallego

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéoglycanes

Phospho-inositides

Mots clés libres

Homéoprotéines

Sécrétion non-conventionnelle

Internalisation

Phosphoinositides

Protéoglycanes

Biologie cellulaire

Homeoproteins

Phosphoinositides

Résumé

Les homéoprotéines constituent une famille de facteurs de transcription dont le point commun est la présence en leur sein d’un domaine de liaison à l’ADN particulier, l’homéodomaine. Des travaux menés au laboratoire ont permis de mettre en avant la capacité de nombreux membres de cette famille protéique à pouvoir transférer entre cellules, ouvrant la voie à un nouveau mode d’action de ces protéines, en plus de leur action sur la transcription. L’homéodomaine joue un rôle central dans ce transfert intercellulaire car il contient des séquences requises pour les deux étapes principales d’un tel transfert intercellulaire, sécrétion et internalisation. D’un point de vue mécaniste, ces deux étapes successives du transfert intercellulaire des homéoprotéines font appel à des mécanismes désignés comme non-conventionnels car propres à ce processus. Suite à de précédentes études menées dans le laboratoire mettant en évidence un rôle crucial de la localisation subcellulaire de l’homéoprotéine ENGRAILED-2 (EN-2) dans sa sécrétion, nous avons pu mettre en avant l’existence d’une interaction directe entre EN-2 et certains lipides appartenant à la classe des phosphoinositides [notamment les PI(4,5)P2]. Nous avons ensuite montré que cette interaction est à l’origine de l’association d’une fraction de EN-2 intracellulaire avec les compartiments membranaires. Ces travaux ont également permis de mieux comprendre le rôle de certains protéoglycanes dans l’accumulation de EN-2 à la surface des cellules suite à sa sécrétion et au cours de son internalisation. Enfin nous avons pu mettre en évidence l’implication du domaine d’interaction de EN-2 avec PBX dans le transfert intercellulaire de EN-2.

Homeoproteins belong to a family of transcription factors which all share a common DNA binding domain, the homeodomain. Beside their action as transcription factors, homeoproteins are also able to be transferred between cells by unconventional means. The two consecutive steps of this intercellular transfer (secretion then internalisation) require sequences located in the homeodomain. Thanks to studies previously lead by our laboratory, we know that subcellular localisation of ENGRAILED-2 (EN-2) homeoprotein is a crucial step in its subsequent secretion. On this basis, we showed that EN-2 interacts directly with a certain subtype of phospholipids, phosphoinositides [e.g. PI(4,5)P2]. Then, we demonstrated than these lipids are involved in the association of EN-2 protein with membraneous compartments within the cell. PI(4,5)P2 located in the inner leaflet of the plasma membrane are also involved in the direct translocation of EN-2 across plasma membrane. This work is also focused on the role of proteoglycans, and more precisely syndecans, in EN-2 cell surface accumulation after both secretion and internalisation. At last, we also established the implication of EN-2 interaction domain with PBX in EN-2 intercellular transfer.