Interaction entre la sous unité V0 de la V-ATPase et le facteur d'échange ARNO et son implication fonctionnelle dans l'exocytose régulée

Interaction between the V0 subunit of V-ATPase and the exchange factor ARNO and its functional involvement in regulated exocytosis

• Auteur / Autrice : Qili Wang
• Direction : Nicolas Vitale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 18/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Simonneaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Vitale, Valérie Simonneaux, Oussama El Far, Jean-Luc Olivier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Oussama El Far, Jean-Luc Olivier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissertation universitaire

Vacuolar Proton-Translocating ATPases

Récepteurs à l'acide phosphatidique

ATPases

Exocytose

Métabolisme

Système neuro-endocrinien

Mots clés libres

Acide phosphatidique

Cellule neuroendocrine

Lipides

Phospholipase D

Exocytose

V-ATPase

Exocytosis

Lipids

Neuroendocrine cell

Phosphatidic acid

Phospholipase D

V-ATPase

Résumé

Alors que s’accumulent des données épidémiologiques qui suggèrent une importance fondamentale des lipides de l’alimentation dans l’homéostasie cellulaire et le développement de nombreuses pathologies humaines, peu d’informations sur leurs fonctions spécifiques sont disponibles à ce jour. Ceci est particulièrement le cas pour la neurosecrétion qui dépend de la fusion d’organites vésiculaires avec la membrane plasmique. Des études récentes ont montré le rôle clé de la compartimentalisation lipidique au niveau des sites d’exocytose et par ailleurs validées la notion de lipides fusogéniques, comme pour l’acide phosphatidique (PA).La V-ATPase, via ses domaines V0 et V1 est à la fois impliquée dans le remplissage en neurotransmetteurs des vésicules, mais aussi dans leur fusion. Nous montrons ici que V0a1 interagit avec le facteur d’échange pour Arf6 ARNO. En bloquant cette interaction, nous avons observé une réduction de l’activation d’Arf6, de l’activité PLD et de l’exocytose, avec une modification de la cinétique des événements unitaires d’exocytose. Nous proposons que la dissociation de V1 de V0 pourrait représenter un signal permettant l’activation de la voie Arf6-ARNO-PLD1 et ainsi promouvoir la synthèse de PA requise à une exocytose efficace dans les cellules neuroendocrines.

Lipids play key cellular functions and are involved in many human diseases and little information is available on their exact function. This is especially the case in neurosecretion that relies on the fusion of specific membrane organelle with the plasma membrane for which relatively little attention has been paid to the necessary role of lipids. Recent studies have established the importance of lipid compartmentalization at the exocytotic sites and validated the contribution of fusogenic lipids such as phosphatidic acid (PA) for membrane fusion. The V-ATPase is involved both in the charging of secretory vesicle and the membrane fusion for secretion of vesicle. Indeed, the V1 and V0 subdomains were shown to dissociate during stimulation allowing subunits of the vesicular V0 to interact with different proteins of the secretory machinery. We show here that V0a1 interacts with the exchange factor ARNO and promotes Arf6 activation during exocytosis in neuroendocrine cells. Interfering with the V0a1-ARNO interaction prevented phospholipase D (PLD) activation, phosphatidic acid synthesis during exocytosis, and altered the kinetic parameters of individual fusion events.We suggest that V1 dissociation from V0 could represent the signal that triggers the activation of the ARNO-Arf6-PLD1 pathway and promotes PA synthesis needed for efficient exocytosis in neuroendocrine cells.