Interactions of the adaptor proteins AP2 and 14-3-3 with the presynaptic scaffolding protein Bassoon

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2015

Regulation of frizzled receptor activity at the plasma membrane : an interplay of the receptor, the trimeric G protein Go, and RGS protein and a scaffolding protein Kermit

G-protein-signaling pathways convey extracellular signals inside the cells and regulate distinct physiological responses. This type of signaling pathways consists of three major components: G-protein-coupled receptors (GPCRs), heterotrimeric G proteins (G-proteins) and downstream effectors. Upon ligand binding, GPCRs activate heterotrimeric G proteins to initiate the signaling cascade. Dysfunction of GPCR signaling correlates with numerous diseases such as diabetes, nervous and immune system deficiency, and cancer. As the signaling switcher, G-proteins (Gs, Gq/11, G12/13, and Gi/o) have been an appealing topic of research for decades. A heterotrimeric G-protein is composed of three subunits, the guanine nucleotide associated a-subunit, ß and y subunits. In general, the duration of signaling is determined by the lifetime of activated (GTP bound) Ga subunits. Identification of novel communication partners of Ga subunits appears to be an attractive way to understand the machinery of GPCR signaling. In our lab, we mainly focus on Gao, which is abundantly expressed in the nervous system. Here we present two novel interacting partners of Drosophila Gao: Dhit and Kermit, identified through yeast two-hybrid screening and genetic screening respectively. Dhit is characterized by a small size with a conserved RGS domain and an N-terminal cysteine rich motif. The RGS domain possesses the GAP (GTPase activating protein) activity towards G proteins. However, we found that Dhit exerts not only the GAP activity but also the GDI (guanine nucleotide dissociation inhibitor) activity towards Gao. The unexpected GDI activity is preserved in GAIP/RGS19 - a mammalian homologue of Dhit. Further experiments confirmed the GDI activity of Dhit and GAIP/RGS19 in Drosophila and mammalian cell models. Therefore, we propose that Dhit and its mammalian homologues modulate GPCR signaling by a double suppression of Ga subunits - suppression of their nucleotide exchange with GTP and acceleration of their hydrolysis of GTP. Kermit/GEPC was first identified as a binding partner of GAIP/RGS19 in a yeast two- hybrid screen. Instead of interacting with the Drosophila homologue of GAIP/RGS19 (Dhit), Kermit binds to Gao in vivo and in vitro. The functional consequence of Kermit/Gao interaction is the regulation of localization of Vang (one of the planar cell polarity core components) at the apical membrane. Overall, my work elaborated the action of Gao with its two interaction partners in Gao- mediated signaling pathway. Conceivably, the understanding of GPCR signaling including Gao and its regulators or effectors will ultimately shed light on future pharmaceutical research. - Les voies de signalisation médiées par les protéines G transmettent des signaux extracellulaires à l'intérieur des cellules pour réguler des réponses physiologiques distinctes. Cette voie de signalisation consiste en trois composants majeurs : les récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs), les protéines G hétérotrimériques (G-proteins) et les effecteurs en aval. Suite à la liaison du ligand, les GPCRs activent les protéines G hétérotrimériques qui initient la cascade de signalisation. Des dysfonctions dans la signalisation médiée par les GPCRs sont corrélées avec de nombreuses maladies comme le diabète, des déficiences immunes et nerveuses, ainsi que le cancer. Puisque la voie de signalisation s'active et se désactive, les protéines G (Gs, Gq/11, G12/13 et Gi/o) ont été un sujet de recherche attrayant pendant des décennies. Une protéine G hétérotrimérique est composée de trois sous-unités, la sous-unité a associée au nucléotide guanine, ainsi que les sous-unités ß et y. En général, la durée du signal est déterminée par le temps de demi-vie des sous-unités Ga activées (Ga liées au GTP). Identifier de nouveaux partenaires de communication des sous-unités Ga se révèle être un moyen attractif de comprendre la machinerie de la signalisation par les GPCRs. Dans notre laboratoire nous nous sommes concentrés principalement sur Gao qui est exprimée de manière abondante dans le système nerveux. Nous présentons ici deux nouveaux partenaires qui interagissent avec Gao chez la drosophile: Dhit et Kermit, qui ont été identifiés respectivement par la méthode du yeast two-hybrid et par criblage génétique. Dhit est caractérisé par une petite taille, avec un domaine RGS conservé et un motif N- terminal riche en cystéines. Le domaine RGS contient une activité GAP (GTPase activating protein) pour les protéines G. Toutefois, nous avons découvert que Dhit exerce non seulement une activité GAP mais aussi une activité GDI (guanine nucleotide dissociation inhibitor) à l'égard de Gao. Cette activité GDI inattendue est préservée dans RGS19 - un homologue de Dhit chez les mammifères. Des expériences supplémentaires ont confirmé l'activité GDI de Dhit et de RGS19 chez Drosophila melanogaster et les modèles cellulaires mammifères. Par conséquent, nous proposons que Dhit et ses homologues mammifères modulent la signalisation GPCR par une double suppression des sous-unités Ga - suppression de leur nucléotide d'échange avec le GTP et une accélération dans leur hydrolyse du GTP. Kermit/GIPC a été premièrement identifié comme un partenaire de liaison de RGS19 dans le criblage par yeast two-hybrid. Au lieu d'interagir avec l'homologue chez la drosophile de RGS19 (Dhit), Kermit se lie à Gao in vivo et in vitro. La conséquence fonctionnelle de l'interaction Kermit/Gao est la régulation de la localisation de Vang, un des composants essentiel de la polarité planaire cellulaire, à la membrane apicale. Globalement, mon travail a démontré l'action de Gao avec ses deux partenaires d'interaction dans la voie de signalisation médiée par Gao. La compréhension de la signalisation par les GPCRs incluant Gao et ses régulateurs ou effecteurs aboutira à mettre en lumière de futurs axes dans la recherche pharmacologique.

The anchorage function of CipA (CelL), a scaffolding protein of the Clostridium thermocellum cellulosome.

Enzymatic cellulose degradation is a heterogeneous reaction requiring binding of soluble cellulase molecules to the solid substrate. Based on our studies of the cellulase complex of Clostridium thermocellum (the cellulosome), we have previously proposed that such binding can be brought about by a special "anchorage subunit." In this "anchor-enzyme" model, CipA (a major subunit of the cellulosome) enhances the activity of CelS (the most abundant catalytic subunit of the cellulosome) by anchoring it to the cellulose surface. We have subsequently reported that CelS contains a conserved duplicated sequence at its C terminus and that CipA contains nine repeated sequences with a cellulose binding domain (CBD) in between the second and third repeats. In this work, we reexamined the anchor-enzyme mechanism by using recombinant CelS (rCelS) and various CipA domains, CBD, R3 (the repeat next to CBD), and CBD/R3, expressed in Escherichia coli. As analyzed by non-denaturing gel electrophoresis, rCelS, through its conserved duplicated sequence, formed a stable complex with R3 or CBD/R3 but not with CBD. Although R3 or CBD alone did not affect the binding of rCelS to cellulose, such binding was dependent on CBD/R3, indicating the anchorage role of CBD/R3. Such anchorage apparently increased the rCelS activity toward crystalline cellulose. These results substantiate the proposed anchor-enzyme model and the expected roles of individual CipA domains and the conserved duplicated sequence of CelS.

A novel 14-kilodalton protein interacts with the mitogen-activated protein kinase scaffold MP1 on a late endosomal/lysosomal compartment

We have identified a novel, highly conserved protein of 14 kD copurifying with late endosomes/lysosomes on density gradients. The protein, now termed p14, is peripherally associated with the cytoplasmic face of late endosomes/lysosomes in a variety of different cell types. In a two-hybrid screen with p14 as a bait, we identified the mitogen-activated protein kinase (MAPK) scaffolding protein MAPK/extracellular signal-regulated kinase (ERK) kinase (MEK) partner 1 (MP1) as an interacting protein. We confirmed the specificity of this interaction in vitro by glutathione S-transferase pull-down assays and by coimmunoprecipitation, cosedimentation on glycerol gradients, and colocalization. Moreover, expression of a plasma membrane-targeted p14 causes mislocalization of coexpressed MP1. In addition, we could reconstitute protein complexes containing the p14-MP1 complex associated with ERK and MEK in vitro. The interaction between p14 and MP1 suggests a MAPK scaffolding activity localized to the cytoplasmic surface of late endosomes/lysosomes, thereby combining catalytic scaffolding and subcellular compartmentalization as means to modulate MAPK signaling within a cell.

Identification of MAGI1 as a tumor-suppressor protein induced by cyclooxygenase-2 inhibitors in colorectal cancer cells.

Cyclooxyganase-2 (COX-2), a rate-limiting enzyme in the prostaglandin synthesis pathway, is overexpressed in many cancers and contributes to cancer progression through tumor cell-autonomous and paracrine effects. Regular use of non-steroidal anti-inflammatory drugs or selective COX-2 inhibitors (COXIBs) reduces the risk of cancer development and progression, in particular of the colon. The COXIB celecoxib is approved for adjunct therapy in patients with Familial adenomatous polyposis at high risk for colorectal cancer (CRC) formation. Long-term use of COXIBs, however, is associated with potentially severe cardiovascular complications, which hampers their broader use as preventive anticancer agents. In an effort to better understand the tumor-suppressive mechanisms of COXIBs, we identified MAGUK with Inverted domain structure-1 (MAGI1), a scaffolding protein implicated in the stabilization of adherens junctions, as a gene upregulated by COXIB in CRC cells and acting as tumor suppressor. Overexpression of MAGI1 in CRC cell lines SW480 and HCT116 induced an epithelial-like morphology; stabilized E-cadherin and β-catenin localization at cell-cell junctions; enhanced actin stress fiber and focal adhesion formation; increased cell adhesion to matrix proteins and suppressed Wnt signaling, anchorage-independent growth, migration and invasion in vitro. Conversely, MAGI1 silencing decreased E-cadherin and β-catenin localization at cell-cell junctions; disrupted actin stress fiber and focal adhesion formation; and enhanced Wnt signaling, anchorage-independent growth, migration and invasion in vitro. MAGI1 overexpression suppressed SW480 and HCT116 subcutaneous primary tumor growth, attenuated primary tumor growth and spontaneous lung metastasis in an orthotopic model of CRC, and decreased the number and size of metastatic nodules in an experimental model of lung metastasis. Collectively, these results identify MAG1 as a COXIB-induced inhibitor of the Wnt/β-catenin signaling pathway, with tumor-suppressive and anti-metastatic activity in experimental colon cancer.

Molecular characterization of signalling complexes involved in G-protein coupled receptor-induced cardiac hypertrophy

In response to pathological stresses, the heart undergoes a remodelling process associated with cardiac hypertrophy. Since sustained hypertrophy can progress to heart failure, there is an intense investigation about the intracellular signalling pathways that control cardiomyocyte growth. Accumulating evidence has demonstrated that most stimuli known to initiate pathological changes associated with the development of cardiac hypertrophy activate G protein-coupled receptors (GPCRs) including the αl-adrenergic- (αl-AR), Angiotensin II- (AT-R) and endothelin-1- (ET-R) receptors. In this context, we have previously identified a cardiac scaffolding protein, called AKAP-Lbc (Α-kinase anchoring protein), with an intrinsic Rho specific guanine nucleotide exchange factor activity, that plays a key role in integrating and transducing hypertrophic signals initiated by these GPCRs (Appert-Collin, Cotecchia et al. 2007). Activated RhoA controls the transcriptional activation of genes involved in cardiomyocyte hypertrophy through signalling pathways that remain to be characterized. Here, we identified the nuclear factor-Kappa Β (NF-κΒ) activating kinase ΙΚΚβ as a novel AKAP-Lbc interacting protein. This raises the hypothesis that AKAP-Lbc might promote cardiomyocyte growth by maintaining a signalling complex that promotes the activation of the pro-hypertrophic transcription factor NF-κΒ. In fact, the activation of NF- κΒ-dependent transcription has been detected in numerous disease contexts, including hypertrophy, ischemia/reperfusion injury, myocardial infarction, allograft rejection, myocarditis, apoptosis, and more (Hall, Hasday et al. 2006). While it is known by more than a decade that NF-κΒ is a critical mediator of cardiac hypertrophy, it is currently poorly understood how pro-hypertrophic signals controlling NF-κΒ transcriptional activity are integrated and coordinated within cardiomyocytes. In this study, we show that AKAP-Lbc and ΙΚΚβ form a transduction complex in cardiomyocytes that couples activation of αl-ARs to NF-κB-mediated transcriptional reprogramming events associated with cardiomyocyte hypertrophy. In particular, we can show that activation of ΙΚΚβ within the AKAP-Lbc complex promotes NF-κB-dependent production of interleukine-6 (IL-6), which, in turn, enhances foetal gene expression. These findings indicate that the AKAP-Lbc/ΙΚΚβ complex is critical for selectively directing catecholamine signals to the induction of cardiomyocyte hypertrophy.

Spinophilin, a novel protein phosphatase 1 binding protein localized to dendritic spines

Dendritic spines receive the vast majority of excitatory synaptic contacts in the mammalian brain and are presumed to contain machinery for the integration of various signal transduction pathways. Protein phosphatase 1 (PP1) is greatly enriched in dendritic spines and has been implicated in both the regulation of ionic conductances and long-term synaptic plasticity. The molecular mechanism whereby PP1 is localized to spines is unknown. We have now characterized a novel protein that forms a complex with the catalytic subunit of PP1 and is a potent modulator of PP1 enzymatic activity in vitro. Within the brain this protein displays a remarkably distinct localization to the heads of dendritic spines and has therefore been named spinophilin. Spinophilin has the properties expected of a scaffolding protein localized to the cell membrane and contains a single consensus sequence in PSD95/DLG/zo-1, which implies cross-linking of PP1 to transmembrane protein complexes. We propose that spinophilin represents a novel targeting subunit for PP1, which directs the enzyme to those substrates in the dendritic spine compartment, e.g., neurotransmitter receptors, which mediate the regulation of synaptic function by PP1.

The human stress-activated protein kinase-interacting 1 gene encodes JNK-binding proteins

The orthologous proteins of the stress-activated protein kinase-interacting 1 (Sin1) family have been implicated in several different signal transduction pathways. In this study, we have investigated the function of the full-length human Sin1 protein and a C-terminally truncated isoform, Sin 1 alpha, which is produced by alternative splicing. Immunoblot analysis using an anti-Sin 1 polyclonal antibody showed that full-length Sin I and several smaller isoforms are widely expressed. Sin 1 was demonstrated to bind to c-Jun N-terminal kinase (JNK) in vitro and in vivo, while no interaction with p38- or ERK1/2-family MAPKs was observed. The Sin1 alpha isoform could also form a complex with JNK in vivo. Despite localizing in distinct compartments within the cell, both Sin1 and Sin1 alpha co-localized with JNK, suggesting that the Sin1 proteins could recruit JNK. Over-expression of full-length Sin1 inhibited the activation of JNK by UV-C in DG75 cells, as well as basal JNK-activity in HEK293 cells. These data suggest that the human Sin1 proteins may act as scaffold molecules in the regulation of signaling by JNK. (c) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Characterizing the Role of the Previously Undescribed Protein Caskin2 in Vascular Biology

Maintenance of vascular homeostasis is an active process that is dependent on continuous signaling by the quiescent endothelial cells (ECs) that line mature vessels. Defects in vascular homeostasis contribute to numerous disorders of significant clinical impact including hypertension and atherosclerosis. The signaling pathways that are active in quiescent ECs are distinct from those that regulate angiogenesis but are comparatively poorly understood. Here we demonstrate that the previously uncharacterized scaffolding protein Caskin2 is a novel regulator of EC quiescence and that loss of Caskin2 in mice results in elevated blood pressure at baseline. Caskin2 is highly expressed in ECs from various vascular beds both in vitro and in vivo. When adenovirally expressed in vitro, Caskin2 inhibits EC proliferation and migration but promotes survival during hypoxia and nutrient deprivation. Likewise, loss of Caskin2 in vivo promotes increased vascular branching and permeability in mouse and zebrafish models. Caskin2 knockout mice are born in normal Mendelian ratios and appear grossly normal during early adulthood. However, they have consistently elevated systolic and diastolic blood pressure at baseline and significant context-dependent abnormalities in systemic metabolism (e.g., body weight, fat deposition, and glucose homeostasis). Although the precise molecular mechanisms of these effects remain unclear, we have shown that Caskin2 interacts with several proteins known to have important roles in endothelial biology and cardiovascular disease including the serine/threonine phosphatase PP1, the endothelial receptor Tie1, and eNOS, which is a critical regulator of vascular homeostasis. Ongoing work seeks to further characterize the functions of Caskin2 and its mechanisms of action with a focus on how Caskin2-mediated regulation of endothelial phenotype relates to its systemic effects on cardiovascular and metabolic function.

Infantile spasms is associated with deletion of the MAGI2 gene on chromosome 7q11.23-q21.11.

Infantile spasms (IS) is the most severe and common form of epilepsy occurring in the first year of life. At least half of IS cases are idiopathic in origin, with others presumed to arise because of brain insult or malformation. Here, we identify a locus for IS by high-resolution mapping of 7q11.23-q21.1 interstitial deletions in patients. The breakpoints delineate a 500 kb interval within the MAGI2 gene (1.4 Mb in size) that is hemizygously disrupted in 15 of 16 participants with IS or childhood epilepsy, but remains intact in 11 of 12 participants with no seizure history. MAGI2 encodes the synaptic scaffolding protein membrane-associated guanylate kinase inverted-2 that interacts with Stargazin, a protein also associated with epilepsy in the stargazer mouse.

Targeting and translocation of endothelial nitric oxide synthase

This review explores advances in our understanding of the intracellular regulation of the endothelial isoform of nitric oxide synthase (eNOS) in the context of its dynamically regulated subcellular targeting. Nitric oxide (NO) is a labile molecule, and may play important biological roles both within the cell in which it is synthesized and in its interactions with nearby cells and molecules. The localization of eNOS within the cell importantly influences the biological role and chemical fate of the NO produced by the enzyme. eNOS, a Ca2+/calmodulin-dependent enzyme, is subject to a complex pattern of intracellular regulation, including co- and post-translational modifications and interactions with other proteins and ligands. In endothelial cells and cardiac myocytes eNOS is localized in specialized plasmalemmal signal-transducing domains termed caveolae; acylation of the enzyme by the fatty acids myristate and palmitate is required for targeting of the protein to caveolae. Targeting to caveolae facilitates eNOS activation following receptor stimulation. In resting cells, eNOS is tonically inhibited by its interactions with caveolin, the scaffolding protein in caveolae. However, following agonist activation, eNOS dissociates from caveolin, and nearly all the eNOS translocates to structures within the cell cytosol; following more protracted incubations with agonists, most of the cytosolic enzyme subsequently translocates back to the cell membrane. The agonist-induced internalization of eNOS is completely abrogated by chelation of intracellular Ca2+. These rapid receptor-mediated effects are seen not only for "classic" eNOS agonists such as bradykinin, but also for estradiol, indicating a novel non-genomic role for estrogen in eNOS activation. eNOS targeting to the membrane is labile, and is subject to receptor-regulated Ca2+-dependent reversible translocation, providing another point for regulation of NO-dependent signaling in the vascular endothelium.

Couplage du récepteur à sept domaines transmembranaires GABA-B1 aux voies intracellulaires de signalisation en absence de GABA-B2

Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC et est impliqué dans le développement du cerveau, la plasticité synaptique et la pathogénèse de maladies telles que l’épilepsie, les troubles de l’anxiété et la douleur chronique. Le modèle actuel de fonctionnement du récepteur GABA-B implique l’hétérodimérisation GABA-B1/B2, laquelle est requise au ciblage à la surface membranaire et au couplage des effecteurs. Il y est cependant des régions du cerveau, des types cellulaires et des périodes du développement cérébral où la sous-unité GABA-B1 est exprimée en plus grande quantité que GABA-B2, ce qui suggère qu’elle puisse être fonctionnelle seule ou en association avec des partenaires inconnus, à la surface cellulaire ou sur la membrane réticulaire. Dans le cadre de cette thèse, nous montrons la capacité des récepteurs GABA-B1 endogènes à activer la voie MAPK-ERK1/2 dans la lignée dérivée de la glie DI-TNC1, qui n’exprime pas GABA-B2. Les mécanismes qui sous-tendent ce couplage demeurent mal définis mais dépendent de Gi/o et PKC. L’immunohistochimie de récepteurs endogènes montre par ailleurs que des anticorps GABA-B1 dirigés contre la partie N-terminale reconnaissent des protéines localisées au RE tandis des anticorps C-terminaux (CT) marquent une protéine intranucléaire. Ces données suggèrent que le domaine CT de GABA-B1 pourrait être relâché par protéolyse. L’intensité des fragments potentiels est affectée par le traitement agoniste tant en immunohistochimie qu’en immunobuvardage de type western. Nous avons ensuite examiné la régulation du clivage par le protéasome en traitant les cellules avec l’inhibiteur epoxomicine pendant 12 h. Cela a résulté en l’augmentation du marquage intranucléaire de GABA-B1-CT et d’un interacteur connu, le facteur de transcription pro-survie ATF-4. Dans des cellules surexprimant GABA-B1-CT, l’induction et la translocation nucléaire d’ATF-4, qui suit le traitement epoxomicine, a complètement été abolie. Cette observation est associée à une forte diminution du décompte cellulaire. Étant donné que les trois derniers résidus de GABA-B1-CT (LYK) codent un ligand pseudo-PDZ et que les protéines à domaines PDZ sont impliquées dans la régulation du ciblage nucléaire et de la stabilité de protéines, en complément de leur rôle d’échaffaud à la surface cellulaire, nous avons muté les trois derniers résidus de GABA-B1-CT en alanines. Cette mutation a complètement annulé les effets de GABA-B1-CT sur l’induction d’ATF-4 et le décompte cellulaire. Cette deuxième série d’expériences suggère l’existence possible de fragments GABA-B1 intranucléaires régulés par le traitement agoniste et le protéasome dans les cellules DI-TNC1. Cette régulation d’ATF-4 dépend des résidus LYK de GABA-B1-CT, qui modulent la stabilité de GABA-B1-CT et favorisent peut-être la formation d’un complexe multiprotéique incluant GABA-B1-CT, ATF-4, de même qu’une protéine d’échaffaudage inconnue. En somme, nous démontrons que les sous-unités GABA-B1 localisées au RE, lorsque non-hétérodimérisées avec GABA-B2, demeurent capables de moduler les voies de signalisation de la prolifération, la différentiation et de la survie cellulaire, via le couplage de protéines G et possiblement la protéolyse régulée. Les mécanismes de signalisation proposés pourraient servir de nouvelle plate-forme dans la compréhension des actions retardées résultant de l’activation des récepteurs 7-TMs.

Characterization of two sorting nexins : sorting nexin-11 and sorting nexin-30

À l’intérieur de la cellule sillonnent d’innombrables molécules, certaines par diffusion et d’autres sur des routes moléculaires éphémères, empruntées selon les directives spécifiques de protéines responsables du trafic intracellulaire. Parmi celles-ci, on compte les sorting nexins, qui déterminent le sort de plusieurs types de protéine, comme les récepteurs, en les guidant soit vers des voies de dégradation ou de recyclage. À ce jour, il existe 33 membres des sorting nexins (Snx1-33), tous munies du domaine PX (PHOX-homology). Le domaine PX confère aux sorting nexins la capacité de détecter la présence de phosphatidylinositol phosphates (PIP), sur la surface des membranes lipidiques (ex : membrane cytoplasmique ou vésiculaire). Ces PIPs, produits de façon spécifique et transitoire, recrutent des protéines nécessaires à la progression de processus cellulaires. Par exemple, lorsqu’un récepteur est internalisé par endocytose, la région avoisinante de la membrane cytoplasmique devient occupée par PI(4,5)P2. Ceci engendre le recrutement de SNX9, qui permet la progression de l’endocytose en faisant un lien entre le cytoskelette et le complexe d’endocytose. Les recherches exposées dans cette thèse sont une description fonctionnelle de deux sorting nexins peux connues, Snx11 et Snx30. Le rôle de chacun de ces gènes a été étudié durant l’embryogenèse de la grenouille (Xenopus laevis). Suite aux résultats in vivo, une approche biomoléculaire et de culture cellulaire a été employée pour approfondir nos connaissances. Cet ouvrage démontre que Snx11 est impliqué dans le développement des somites et dans la polymérisation de l’actine. De plus, Snx11 semble influencer le recyclage de récepteurs membranaires indépendamment de l’actine. Ainsi, Snx11 pourrait jouer deux rôles intracellulaires : une régulation actine-dépendante du milieu extracellulaire et le triage de récepteurs actine-indépendant. De son côté, Snx30 est impliqué dans la différentiation cardiaque précoce par l’inhibition de la voie Wnt/β-catenin, une étape nécessaire à l’engagement d’une population de cellules du mésoderme à la ligné cardiaque. L’expression de Snx30 chez le Xénope coïncide avec cette période critique de spécification du mésoderme et le knockdown suscite des malformations cardiaques ainsi qu’à d’autres tissus dérivés du mésoderme et de l’endoderme. Cet ouvrage fournit une base pour des études futures sur Snx11 et Snx30. Ces protéines ont un impact subtil sur des voies de signalisation spécifiques. Ces caractéristiques pourraient être exploitées à des fins thérapeutiques puisque l’effet d’une interférence avec leurs fonctions pourrait être suffisant pour rétablir un déséquilibre cellulaire pathologique tout en minimisant les effets secondaires.

Rôles des protéines d’échafaudage Gab dans la signalisation et l’angiogenèse médiées par le VEGF

La protéine d’échafaudage Gab1 amplifie la signalisation de plusieurs récepteurs à fonction tyrosine kinase (RTK). Entre autres, elle promeut la signalisation du VEGFR2, un RTK essentiel à la médiation de l’angiogenèse via le VEGF dans les cellules endothéliales. En réponse au VEGF, Gab1 est phosphorylé sur tyrosine, ce qui résulte en la formation d’un complexe de protéines de signalisation impliqué dans le remodelage du cytosquelette d’actine et la migration des cellules endothéliales. Gab1 est un modulateur essentiel de l’angiogenèse in vitro et in vivo. Toutefois, malgré l’importance de Gab1 dans les cellules endothéliales, les mécanismes moléculaires impliqués dans la médiation de ses fonctions, demeurent mal définis et la participation du second membre de la famille, Gab2, reste inconnue. Dans un premier temps, nous avons démontré que tout comme Gab1, Gab2 est phosphorylé sur tyrosine, qu’il s’associe de façon similaire avec des protéines de signalisation et qu’il médie la migration des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Cependant, contrairement à Gab1, Gab2 n’interagit pas avec le VEGFR2 et n’est pas essentiel pour l’activation d’Akt et la promotion de la survie cellulaire. En fait, nous avons constaté que l’expression de Gab2 atténue l’expression de Gab1 et l’activation de la signalisation médiée par le VEGF. Ainsi, Gab2 semble agir plutôt comme un régulateur négatif des signaux pro-angiogéniques induits par Gab1. La migration cellulaire est une des étapes cruciales de l’angiogenèse. Nous avons démontré que Gab1 médie l’activation de la GTPase Rac1 via la formation et la localisation d’un complexe protéique incluant la GEF VAV2, la p120Caténine et la Cortactine aux lamellipodes des cellules endothéliales en réponse au VEGF. De plus, nous montrons que l’assemblage de ce complexe corrèle avec la capacité du VEGF à induire l’invasion des cellules endothéliales et le bourgeonnement de capillaires, deux phénomènes essentiels au processus angiogénique. La régulation des RhoGTPases est également régulée par des inactivateurs spécifiques les « Rho GTPases activating proteins », ou GAPs. Nous décrivons ici pour la première fois le rôle de la GAP CdGAP dans les cellules endothéliales et démontrons son importance dans la médiation de la signalisation du VEGF via la phosphorylation sur tyrosine de Gab1 et l’activation des RhoGTPases Rac1 et Cdc42. Ainsi, dù à son importance sur l’activation de voies de signalisation du VEGF, CdGAP représente un régulateur crucial de la promotion de diverses activités biologiques essentielles à l’angiogenèse telles que la migration cellulaire, et le bourgeonnement de capillaires in vitro et d’aortes de souris ex vivo. De plus, les embryons de souris CdGAP KO présentent des hémorragies et de l’œdème, et ces défauts vasculaires pourraient être responsables de la mortalité de 44% des souris CdGAP knock-out attendues. Nos études amènent donc une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires induits par le VEGF et démontrent l’implication centrale de Gab1 et des régulateurs des RhoGTPases dans la promotion de l’angiogenèse. Cette meilleure compréhension pourrait mener à l’identification de nouvelles cibles ou approches thérapeutiques afin d’améliorer le traitement des patients souffrant de maladies associées à une néovascularisation incontrôlée telles que le cancer.

A complex chromosomal rearrangement involving chromosomes 2, 5, and X in autism spectrum disorder

Here, we describe a female patient with autism spectrum disorder and dysmorphic features that harbors a complex genetic alteration, involving a de novo balanced translocation t(2;X)(q11;q24), a 5q11 segmental trisomy and a maternally inherited isodisomy on chromosome 5. All the possibly damaging genetic effects of such alterations are discussed. In light of recent findings on ASD genetic causes, the hypothesis that all these alterations might be acting in orchestration and contributing to the phenotype is also considered. (C) 2012 Wiley Periodicals, Inc.