Etude du rôle des protéines à domaine BAR dans l’endocytose de L1CAM (isoforme 2)

Details

Supervisors

Morsomme, Pierre

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire

Abstract

L’endocytose est un processus cellulaire permettant aux cellules de réaliser différentes fonctions essentielles comme l’internalisation de micronutriments, la migration et la division cellulaire ainsi que la régulation de différentes voies de signalisation. Différentes voies d’endocytose ont été décrites et peuvent être divisées en 2 grands ensembles : d’une part celui qui dépend de la clathrine et d’autre part, un groupe indépendant de la clathrine découvert plus récemment. La clathrine est une protéine capable de polymériser pour former une structure icosaédrique afin d’induire la courbure de la membrane plasmique et la formation de vésicules endocytiques. La question suivante se pose alors : quelles sont les protéines qui vont permettre de courber la membrane plasmique au sein des voies indépendantes de la clathrine ? Plusieurs familles de protéines pouvant induire une courbure de la membrane ont été décrites, mais les plus importantes d’entre-elles sont certainement les protéines appartenant à la superfamille des protéines à domaine BAR (Bin/Amphiphysin/RVS). Ces protéines en forme de croissant sont capables de sentir et d’induire la courbure de la membrane et certaines d’entre-elles peuvent également s’assembler pour former un échafaudage, permettant de guider l’invagination de la membrane. Cependant, le rôle que jouent ces protéines dans l’endocytose n’est pas encore bien compris. Dans ce mémoire, nous allons étudier le rôle joué par ces protéines à domaine BAR dans l’endocytose indépendante de la clathrine de l’isoforme 2 de L1CAM (L1 Cell Adhesion Molecule). Nous montrerons avec un criblage que la diminution de l’expression de différentes protéines de cette famille réduit l’endocytose de L1CAM. Une colocalisation est également observée entre L1CAM et les deux protéines à domaine BAR endophiline-A3 (N-BAR) et PSTPIP1 (F-BAR) et des expériences sur cellules vivantes ont révélé une association dynamique entre L1CAM et ces deux protéines. Endocytosis is a cellular process that allows cells to perform various essential functions such as micronutrients internalisation, cell migration, division or the regulation of different signalling pathways. Different endocytosis pathways have been described. They can be divided into 2 main groups: a first one very well described which is clathrin-dependent and a second one, discovered more recently, which is clathrin-independent. The clathrin is a protein able to polymerize to form an icosahedral structure to guide the plasma membrane deformation. The following question arises: Which proteins can promote the plasma membrane bending for clathrin-independent pathways? Several families of proteins inducing this membrane curvature have been described, but the most important ones are the proteins belonging to the BAR domain superfamily (Bin/Amphiphysin/RVS). These crescent-shaped proteins are capable of sensing and inducing membrane curvature and some of them can also assemble to form a scaffold to guide plasma membrane invagination. However, the role of these proteins in endocytosis is not well understood. In this master thesis, we will study the role of BAR-domain proteins in the clathrin-independent endocytosis of the L1CAM isoform 2 (L1 Cell Adhesion Molecule). We will show by a screening that reducing the expression of different BAR-domain proteins decreases L1CAM endocytosis. A colocalisation is also observed between L1CAM and the two BAR domain proteins endophilin-A3 (N-BAR) and PSTPIP1 (F-BAR) and live imaging experiments have revealed a dynamic association between L1CAM and these two proteins.