Effets cellulaires de l’activation de ligases de l’ubiquitine par la protéine lysosomale LITAF

LITAF (lipopolysaccharide-induced tumor necrosis factor-alpha factor), une protéine lysosomale, possède deux motifs PPXY capables d’interagir avec les domaines WW d’un sous-groupe spécifique de trois ligases de l’ubiquitine. Ces ligases sont impliquées dans l’ubiquitylation ainsi que la dégradation de diverses protéines cellulaires aux lysosomes et aux protéasomes. Les travaux menés dans le cadre de cette étude visaient à démontrer que LITAF active ces ligases et à déterminer les conséquences de cette activation sur les substrats de ces ligases. Pour y parvenir, des expériences d’ubiquitylation in vivo et in vitro ont été menées en présence de LITAF ainsi que des ligases et des substrats appropriés. L’activation des ligases a été mesurée par leur taux d’autoubiquitylation et celle de leurs substrats par leur taux d’ubiquitylation et de dégradation. Les résultats obtenus montrent que l’activité des ligases est augmentée en présence de LITAF et que l’ubiquitylation et la dégradation des substrats de ces ligases sont partiellement augmentées. LITAF semble donc jouer un rôle de régulateur des ligases de l’ubiquitine. L’importance de ces résultats réside dans le fait que l'expression et la localisation intracellulaire de LITAF sont affectées dans plusieurs pathologies. Nos résultats amènent un éclairage nouveau sur le rôle physiologique de cette protéine et pourraient expliquer en partie comment l'altération de l'expression de LITAF affecte l'équilibre cellulaire.

Mécanismes de régulation du trafic et de l’activité du récepteur GABAB

L’acide γ-aminobutyrique (GABA) est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central et est impliqué dans diverses pathologies incluant l’épilepsie, l’anxiété, la dépression et la dépendance aux drogues. Le GABA agit sur l’activité neuronale par l’activation de deux types de récepteurs; le canal chlorique pentamérique GABAA et l’hétérodimère obligatoire de récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) GABAB. Chacun des récepteurs est responsable de phases distinctes de la réponse cellulaire au GABA. Lors d’une stimulation par le GABA, il est essentiel pour la cellule de pouvoir contrôler le niveau d’activité des récepteurs et au besoin, de limiter leur activation par des mécanismes de désensibilisation et de régulation négative. La désensibilisation nécessite le découplage du récepteur de ses effecteurs, ainsi que sa compartimentation hors de la membrane plasmique dans le but de diminuer la réponse cellulaire à l’agoniste. Les mécanismes de contrôle de l’activité de GABAB semblent anormaux pour un RCPG et sont encore mal moléculairement caractérisés. L’objet de cette thèse est d’étudier la régulation du récepteur GABAB et de sa signalisation par la caractérisation de nouvelles protéines d’interactions étant impliquées dans la désensibilisation, l’internalisation et la dégradation du récepteur. Une première étude nous a permis d’identifier la protéine NSF (N-ethylmaleimide sensitive factor) comme interagissant avec le récepteur hétérodimérique. Nous avons caractérisé le site d’interaction au niveau du domaine coiled-coil de chacune des deux sous-unités de GABAB et constaté la dépendance de cette interaction au statut de l’activité ATPasique de NSF. Nous avons observé que cette interaction pouvait être dissociée par l’activation de GABAB, induisant la phosphorylation du récepteur par la protéine kinase C (PKC) parallèlement à la désensibilisation du récepteur. L’activation de PKC par le récepteur est dépendante de l’interaction NSF-GABAB, ce qui suggère une boucle de rétroaction entre NSF et PKC. Nous proposons donc un modèle où, à l’état basal, le récepteur interagit avec NSF, lui permettant d’activer PKC en réponse à la stimulation par un agoniste, et où cette activation permet à PKC de phosphoryler le récepteur, induisant sa dissociation de NSF et sa désensibilisation. Nous avons par la suite étudié la dégradation et l’ubiquitination constitutive de GABAB et la régulation de celles-ci par PKC et l’enzyme de déubiquitination USP14 (ubiquitin-specific protease 14). Au niveau basal, le récepteur est ubiquitiné, et présente une internalisation et une dégradation rapide. L’activation de PKC augmente l’ubiquitination à la surface cellulaire et l’internalisation, et accélère la dégradation du récepteur. USP14 est en mesure de déubiquitiner le récepteur suite à l’internalisation, mais accélère aussi la dégradation par un mécanisme indépendant de son activité enzymatique. Nos résultats suggèrent un mécanisme où l’ubiquitination promeut l’internalisation et où USP14 cible le récepteur ubiquitiné vers un processus de dégradation lysosomale. La troisième étude porte sur la régulation de la densité de récepteurs à la membrane plasmique par la protéine Grb2 (growth factor receptor-bound protein 2). Nous avons déterminé que Grb2 interagit avec GABAB1 au niveau de la séquence PEST (riche en proline, glutamate, sérine et thréonine) du domaine carboxyl-terminal, et que cette interaction module l’expression à la surface du récepteur hétérodimérique en diminuant l’internalisation constitutive par un mécanisme encore inconnu. Cette inhibition de l’internalisation pourrait provenir d’une compétition pour le site de liaison de Grb2 à GABAB1, ce site étant dans une région interagissant avec plusieurs protéines impliquées dans le trafic du récepteur, tels le complexe COPI et la sous-unité γ2S du récepteur GABAA (1, 2). En proposant de nouveaux mécanismes moléculaires contrôlant l’activité et l’expression à la membrane du récepteur GABAB par les protéines NSF, PKC, USP14 et Grb2, les études présentées dans cette thèse permettent de mieux comprendre les processus d’internalisation et de dégradation, ainsi que du contrôle de l’activité de GABAB par la désensibilisation, ouvrant la porte à une meilleure compréhension de la signalisation GABAergique.

Oropouche virus entry into HeLa cells involves clathrin and requires endosomal acidification

Oropouche virus (ORO), family Bunyaviridae, is the second most frequent cause of arboviral febrile illness in Brazil. Studies were conducted to understand ORO entry in HeLa cells. Chlorpromazine inhibited early steps of ORO replication cycle, consistent with entry/uncoating. The data indicate that ORO enters HeLa cells by clathrin-coated vesicles, by a mechanism susceptible to endosomal acidification inhibitors. Transmission electron microscopy and immunofluorescence indicated that ORO associates with clathrin-coated pits and can be found in association with late endosomes in a time shorter than 1 h. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Transport of endosomal early antigen I in the rat sciatic nerve and location in cultured neurons

Early endosomal antigen I (EEAI) is known to be a marker of early endosomes and in cultured hippocampal neurons it preferentially localizes to the dendritic but not the axonal compartment. We show in cultured dorsal root ganglia and superior cervical ganglia neurons that EEAI localizes to the cell bodies and the neurites of both sensory and sympathetic neurons. We then show in vivo using a ligated rat sciatic nerve that EEAI significantly accumulates on the proximal side and not on the distal side of the ligation. This suggests that EEAI is transported in the anterograde direction in axons either as part of the homeostatic process or to the nerve ligation site in response to nerve injury. NeuroReport 12:281-284 (C) 2001 Lippincott Williams & Wilkins.

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.

The Phox Homology (PX) domain-dependent, 3-phosphoinositide-mediated association of sorting nexin-1 with an early sorting endosomal compartment is required for its ability to regulate epidermal growth factor receptor degradation

Recent studies have shown that phox homology (PX) domains act as phosphoinositide-binding motifs. The majority of PX domains studied show binding to phosphatidylinositol 3-monophosphate (Ptdlns(3)P), an association that allows the host protein to localize to membranes of the endocytic pathway. One issue, however, is whether PX domains may have alternative phosphoinositide binding specificities that could target their host protein to distinct subcellular compartments or allow their allosteric regulation by phosphoinositides other than PtdIns(3)P. It has been reported that the PX domain of sorting nexin 1 (SNX1) specifically binds phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PtdIns(3,4,5)P-3) (Zhong, Q., Lazar, C. S., Tronchere, H., Sato, T., Meerloo, T., Yeo, M., Songyang, Z., Emr, S. D., and Gill, G. N. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99,6767-6772). In the present study, we have shown that whereas SNX1 binds PtdIns(3,4,5)P-3 in protein:lipid overlay assays, in liposomes-based assays, binding is observed to PtdIns(3)P and phosphatidylinositol 3,5-bisphosphate (PtdIns(3,5)P-2) but not to PtdIns(3,4,5)P-3. To address the significance of PtdIns(3,4,5)P-3 binding, we examined the subcellular localization of SNX1 under conditions in which plasma membrane PtdIns(3,4,5)P-3 levels were significantly elevated. Under these conditions, we failed to observe association of SNX1 with this membrane. However, consistent with the binding to PtdIns(3)P and PtdIns(3,5)P-2 being of more physiological significance was the observation that the association of SNX1 with an early endosomal compartment was dependent on a 3-phosphoinositide-binding PX domain and the presence of PtdIns(3)P on this compartment. Finally, we somal association of SNX1 is important for its ability to regulate the targeting of internalized epidermal growth factor receptor for lysosomal degradation.

Vps20p and Vta1p interact with Vps4p and function in multivesicular body sorting and endosomal transport in Saccharomyces cerevisiae

Vps4p (End13p) is an AAA-family ATPase that functions in membrane transport through endosomes, sorting of soluble vacuolar proteins to the vacuole, and multivesicular body (MVB) sorting of membrane proteins to the vacuole lumen. In a yeast two-hybrid screen with Vps4p as bait we isolated VPS20 (YMR077c) and the novel open reading frame YLA181c, for which the name VTA1 has recently been assigned (Saccharomyces Genome Database). Vps4p directly binds Vps20p and Vta1p in vitro and binding is not dependent on ATP-conversely, Vps4p binding to Vps20p is partially sensitive to ATP hydrolysis. Both ATP binding [Vps4p-(K179A)] and ATP hydrolysis [Vps4p-(E233Q)] mutant proteins exhibit enhanced binding to Vps20p and Vta1p in vitro. The Vps4p-Vps20p interaction involves the coiled-coil domain of each protein, whereas the Vps4p-Vta1p interaction involves the (non-coiled-coil) C-terminus of each protein. Deletion of either VPS20 (vps20Delta) or VTA1 (vta1Delta) leads to similar class E Vps(-) phenotypes resembling those of vps4Delta, including carboxypeptidase Y (CPY) secretion, a block in ubiquitin-dependent MVB sorting, and a delay in both post-internalisation endocytic transport and biosynthetic transport to the vacuole. The vacuole resident membrane protein Sna3p (whose MVB sorting is ubiquitin-independent) does not appear to exit the class E compartment or reach the vacuole in cells lacking Vps20p, Vta1p or Vps4p, in contrast to other proteins whose delivery to the vacuole is only delayed. We propose that Vps20p and Vta1p regulate Vps4p function in vivo.

The consumption of beauty products on famale young adults in Portugal. Recommenrations for the brand Lancôme to improve its store trafic

This project aims to explore the Portuguese Beauty and Cosmetics market, and to discuss the usage and purchase behaviour of young female adults, between 18 and 26 years old. After a market analysis based on secondary data, it evaluates the results of qualitative and quantitative research based on 9 interviews and 126 online questionnaires to explore the consumers’ reasoning when choosing products from this category – fragrances, skin care or make-up – as well as their attitude towards brands, with a special focus on the premium cosmetics brand Lancôme. Contrary to our expectations there was no statistically significant positive influence of the online touchpoints within this age segment’s purchase intention. However, results indicate that Lancôme is already being perceived by some as young and modern, but is still suffering the threat of Mass Market brands that are valued by this target, mainly due to a price sensitivity towards premium beauty brands.

Securin and separase modulate membrane traffic by affecting endosomal acidification.

Securin and separase play a key role in sister chromatid separation during anaphase. However, a growing body of evidence suggests that in addition to regulating chromosome segregation, securin and separase display functions implicated in membrane traffic in Caenorhabditis elegans and Drosophila. Here we show that in mammalian cells both securin and separase associate with membranes and that depletion of either protein causes robust swelling of the trans-Golgi network (TGN) along with the appearance of large endocytic vesicles in the perinuclear region. These changes are accompanied by diminished constitutive protein secretion as well as impaired receptor recycling and degradation. Unexpectedly, cells depleted of securin or separase display defective acidification of early endosomes and increased membrane recruitment of vacuolar (V-) ATPase complexes, mimicking the effect of the specific V-ATPase inhibitor Bafilomycin A1. Taken together, our findings identify a new functional role of securin and separase in the modulation of membrane traffic and protein secretion that implicates regulation of V-ATPase assembly and function.

Le changement de paradigme du Renseignement Forensique pour la lutte contre le dopage organisé et le trafic de substances interdites

Bien que la lutte contre le dopage poursuive de nombreux objectifs à fin de détection, réduction, neutralisation et/ou prévention du dopage, l'approche actuelle se focalise essentiellement sur le processus judiciaire. A l'instar de la prise de décision dans le domaine de l'application de la loi, l'antidopage pourrait voir la portée et l'efficacité de son activité s'améliorer sensiblement en s'appuyant sur le Renseignement Forensique. En effet, des bénéfices notables pourraient découler d'une récolte d'information à plus large spectre, suivie d'une structuration et d'un traitement des données approfondis. Le Renseignement Forensique pourrait apporter une dimension logique étendue à l'interprétation des données relatives aux activités de dopage afin de supporter une approche globale et proactive outrepassant les limitations de l'approche actuelle réactive et du cas par cas. L'information provenant d'une variété de sources telles que des études physiologiques, épidémiologiques et sociologiques alimenterait une mémoire organisée afin de fournir du renseignement en temps réel sur la taille, la gravité et l'évolution de tout phénomène relatif au dopage. Du fait de la complexité du dopage, intégrer ces éléments aux résultats de chimie analytique des athlètes et au suivi longitudinal des biomarqueurs de dopage serait d'une grande aide pour élaborer des stratégies adaptées à chaque situation, que le phénomène soit global ou un cas isolé. Le processus du renseignement se fonde avant tout sur un raisonnement logique. La polyvalence et la flexibilité en découlant seraient de précieux atouts pour détecter, neutraliser, mettre fin et/ou prévenir le dopage, individuel ou organisé, ou le trafic de produits dopants. Cette méthodologie permettrait également d'affiner le ciblage des athlètes ou équipes et de fournir des preuves de dopage en l'absence de résultats d'analyses anormaux. Ainsi, par le Renseignement Antidopage une réponse proactive pourrait être proposée à tout phénomène de dopage potentiel ou émergent, ou aux problèmes existants en présentant des actions et/ou politiques innovantes.

SH3TC2, a protein mutant in Charcot-Marie-Tooth neuropathy, links peripheral nerve myelination to endosomal recycling

Patients with Charcot-Marie-Tooth neuropathy and gene targeting in mice revealed an essential role for the SH3TC2 gene in peripheral nerve myelination. SH3TC2 expression is restricted to Schwann cells in the peripheral nervous system, and the gene product, SH3TC2, localizes to the perinuclear recycling compartment. Here, we show that SH3TC2 interacts with the small guanosine triphosphatase Rab11, which is known to regulate the recycling of internalized membranes and receptors back to the cell surface. Results of protein binding studies and transferrin receptor trafficking are in line with a role of SH3TC2 as a Rab11 effector molecule. Consistent with a function of Rab11 in Schwann cell myelination, SH3TC2 mutations that cause neuropathy disrupt the SH3TC2/Rab11 interaction, and forced expression of dominant negative Rab11 strongly impairs myelin formation in vitro. Our data indicate that the SH3TC2/Rab11 interaction is relevant for peripheral nerve pathophysiology and place endosomal recycling on the list of cellular mechanisms involved in Schwann cell myelination.

Old world arenaviruses enter the host cell via the multivesicular body and depend on the endosomal sorting complex required for transport.

The highly pathogenic Old World arenavirus Lassa virus (LASV) and the prototypic arenavirus lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) use α-dystroglycan as a cellular receptor and enter the host cell by an unusual endocytotic pathway independent of clathrin, caveolin, dynamin, and actin. Upon internalization, the viruses are delivered to acidified endosomes in a Rab5-independent manner bypassing classical routes of incoming vesicular trafficking. Here we sought to identify cellular factors involved in the unusual and largely unknown entry pathway of LASV and LCMV. Cell entry of LASV and LCMV required microtubular transport to late endosomes, consistent with the low fusion pH of the viral envelope glycoproteins. Productive infection with recombinant LCMV expressing LASV envelope glycoprotein (rLCMV-LASVGP) and LCMV depended on phosphatidyl inositol 3-kinase (PI3K) as well as lysobisphosphatidic acid (LBPA), an unusual phospholipid that is involved in the formation of intraluminal vesicles (ILV) of the multivesicular body (MVB) of the late endosome. We provide evidence for a role of the endosomal sorting complex required for transport (ESCRT) in LASV and LCMV cell entry, in particular the ESCRT components Hrs, Tsg101, Vps22, and Vps24, as well as the ESCRT-associated ATPase Vps4 involved in fission of ILV. Productive infection with rLCMV-LASVGP and LCMV also critically depended on the ESCRT-associated protein Alix, which is implicated in membrane dynamics of the MVB/late endosomes. Our study identifies crucial cellular factors implicated in Old World arenavirus cell entry and indicates that LASV and LCMV invade the host cell passing via the MVB/late endosome. Our data further suggest that the virus-receptor complexes undergo sorting into ILV of the MVB mediated by the ESCRT, possibly using a pathway that may be linked to the cellular trafficking and degradation of the cellular receptor.