Redécouverte et caractérisation de la poche ciliaire, un domaine membranaire à la base du cil primaire
Institution:
Paris 5Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Cilia and flagella are eukaryotic organelles involved in multiple cellular functions. The primary cilium is generally non motile and found in numerous vertebrate cell types where it controls key signalling pathways. Despite a common architecture, ultrastructural data suggest some differences in their organisation. Here, we report the first detailed characterisation of the ciliary pocket, a depression of the plasma membrane in which the primary cilium is rooted. This structure is found at low frequency in kidney epithelial cells (IMCD3) but is associated with virtually all primary cilia in retinal pigment epithelial cells (RPE1). Transmission and scanning electron microscopy, immunofluorescence analysis and videomicroscopy revealed that the ciliary pocket establishes closed links with the actinbased cytoskeleton and that it is enriched in active and dynamic clathrin-coated pits. The existence of the ciliary pocket was confirmed in mouse tissues bearing primary cilia (cumulus), as well as motile cilia and flagella (ependymal cells and spermatids). The ciliary pocket shares striking morphological and functional similarities with the flagellar pocket of Trypanosomatids, a trafficking-specialised membrane domain at the base of the flagellum. Our data therefore highlight the conserved role of membrane trafficking in the vicinity of cilia.
Abstract FR:
Le cil primaire est une antenne sensorielle présente à la surface de la plupart des cellules au cours du développement. Il contrôle de nombreuses voies de signalisation et des défauts d’assemblage ou de fonctionnement du cil sont associés à des pathologies regroupées sous le nom de ciliopathies. Les fonctions sensorielles du cil sont assurées par de nombreux récepteurs enrichis à la membrane ciliaire, ce qui suggère un trafic vésiculaire complexe vers et à partir du cil primaire. Nos résultats montrent que, dans la majorité des types cellulaires, le cil primaire est logé au fond d’une invagination membranaire enrichie en puits recouverts de clathrine suggérant une activité d’endocytose intense et localisée. Nous avons appelé ce domaine la poche ciliaire de par sa ressemblance avec la poche flagellaire de Trypanosome, site unique d’endocytose dans cet organisme. De plus, la poche ciliaire interagit avec le cytosquelette d’actine qui contrôle sa morphologie et pourrait participer au positionnement du cil. Enfin, nous avons retrouvé une poche ciliaire à la base des cils mobiles et flagelles suggérant une fonction conservée à tous les types de cils. Nos travaux permettent donc de proposer un rôle de plateforme pour la poche ciliaire, véritable interface d’interaction des cils avec le cytosquelette d’actine et les différentes voies de trafic vésiculaire. Nos données récentes indiquent en effet que la poche ciliaire serait un site d’ancrage privilégié pour des vésicules d’exocytose. De plus, la recherche de protéines capables de recruter l’actine à la poche nous a permis d’identifier une nouvelle localisation des septines et leur possible fonction dans la ciliogénèse.