Régulation et fonction des contacts entre le réticulum endoplasmique, les mitochondries et les gouttelettes lipidiques dans la physiologie cellulaire et neurodégénération.

Regulation and function of endoplasmic reticulum - mitochondria - lipid droplets crosstalk in health and in neurodegeneration

• Auteur / Autrice : Esther Aurora Gil hernandez
• Direction : Francesca Giordano
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Metabolisme de lipides

Neurodegeneration

Mitochondrie

Homéostasie cellulaire

Maladie d'Alzheimer

Sites de contact membranaires

Mitochondria

Lipid metabolism

Cell homeostasis

Neurodegeneration

Membrane contact sites

Alzheimer's disease

Résumé

Le trafic lipidique non vésiculaire aux sites de contact membranaires (SCM) est un mécanisme clé permettant de préserver l'identité membranaire d'organites tels que la mitochondrie (Mito) ou les gouttelettes lipidiques (GL) exclues de la voie vésiculaire (Figure 1 A-B). Les mitochondries (production d'énergie) et les gouttelettes lipidiques (réserve d'énergie) sont essentielles à l'homéostasie et à la bioénergétique cellulaires. Leurs fonctions requièrent un échange constant et régulé de lipides avec le réticulum endoplasmique (RE), lieu principal de la synthèse lipidique, au niveau des sites de contact membranaires. Comment les lipides sont transférés du RE aux mitochondries ou gouttelettes lipidiques est encore largement inconnu. De plus, comment et où sont générées les gouttelettes lipidiques au RE est aussi ignoré. La dérégulation des fonctions des sites de contact RE-mitochondries et de la biogenèse des gouttelettes lipidiques est associée à la maladie d'Alzheimer (Figure 1 C). Cependant, les mécanismes de régulation et de liaison de ces processus sont encore inconnus. Ce projet multidisciplinaire propose de caractériser le rôle d'une nouvelle association Mito-RE-GL sur le trafic lipidique non vésiculaire et sur la biogénèse des gouttelettes lipidiques en étudiant deux protéines de transfert de lipides, récemment identifiés par notre groupe.

Non-vesicular lipid transport mediated by lipid transfer proteins (LTPs) at membrane contact sites (MCS) is emerging as a key mechanism to preserve the membrane identity of cellular organelles, especially in the case of mitochondria (Mito) and Lipid droplets (LDs) that are not integrated into the classical vesicular routes (Figure 1 A-B). Mitochondria (key for energy production) and LDs (cellular reserve of energy) are essential for cellular homeostasis/bioenergetics and their functions require a constant and regulated exchange of lipids with the Endoplasmic Reticulum (ER), the major site of lipid synthesis, through membrane contact sites. However how lipids are shuttled at ER-Mitochondria and ER-LDs contacts is still largely unknown. Also, how and where LDs originate from the ER is still unclear. Deregulation of ER-mitochondria contact sites functions and of lipid droplet biogenesis are associated to Alzheimer's disease (Figure 1 C). However, the mechanisms regulating and linking these processes are still unknown. This multidisciplinary project aims to characterize the role of a novel Mitochondria-ER-LD contact sites association in non-vesicular lipid trafficking and LD biogenesis by studying the role of two LTPs, recently found by our group to localize at these contact sites.