Etude génétique et moléculaire de l'exocytose régulée chez la paramécie
Institution:
Versailles-St Quentin en YvelinesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Exocytosis is the cellular process which defines the terminal step of fusion between vesicles and plasma membrane. This mechanism involves conserved molecules, for instance the SNAREs and NSF. Exocytosis occurs at membranar sites, called microdomains. Limited data are available about the organization of the fusion machinery at these sites. Paramecium is an organism well suited to study the organization of such microdomains. Indeed, consist of a rosette of intramembranous particles and a connecting material linking the vesicle (trichocyst) membrane to the plasma membrane. This structure is very stable and persists until the stimulation of exocytosis. Numerous mutants specifically altered in the assembly of these microdomains have been isolated and are called nd for non-discharge. The Ndp proteins that I have identified are novel molecules without known homologues, but with recognizable motifs. Nd9p has Armadillo motifs similar to the ones of Vac8p in yeast, involved in vacuole fusion, suggesting a conservation of the mechanisms in both organisms. Nd2p and Nd169p contain cysteine-rich motifs normally found in cell surface receptors. Surprisingly, Nd2p and Nd169p seem to be associated with the trichocyst. It seems therefore that they play a role in signal transduction from the trichocyst for the edification of the fusion machinery. In parallel, a candidate gene approach has been undertaken. Genes encoding NSF have been cloned and RNA interference experiments have revealed their involvement in the assembly of exocytotic microdomains, thus showing the conservation of the relevant mechanisms in Paramecium. In addition, 4 genes encoding the vacuolar ATPase proteolipid subunits have been isolated. Functional analysis by RNAi revealed 2 classes of genes, one involved in the integrity of the contractile vacuoles, the other with a supplementary role in biogenesis of food vacuoles and trichocysts. As yet, no role in exocytosis has been detected.
Abstract FR:
L'exocytose est l'étape terminale de fusion entre une vésicule et la membrane plasmique. Certaines molécules conservées interviennent, comme les SNAREs et NSF. L'exocytose se déroule au niveau de microdomaines membranaires. Il existe très peu de données sur l'établissement de la machinerie de fusion au niveau de ces sites, d'autant plus que cette étape est fugace donc difficile à visualiser. La paramécie est un organisme de choix pour étudier ces microdomaines. En effet, ils sont constitués d'une rosette de particules intramembranaires et d'un matériel de connexion reliant la membrane de la vésicule, appelé trichocyste, et la membrane plasmique. Cette structure se maintient jusqu'à l'arrivée du stimulus d'exocytose. Des mutants, appelés nd (non-discharge) spécifiquement altérés dans l'assemblage de ces microdomaines, ont été isolés. Les protéines Ndp, que j'ai identifiées, sont des molécules sans homologue mais avec des motifs. Nd9p contient des motifs Armadillo similaires à ceux de la protéine de fusion des vacuoles Vac8p de levure, suggérant une conservation des mécanismes entre ces organismes. Nd2p et Nd169p contiennent des répétitions de cystéines (EGF et PSI) trouvées sur des récepteurs extracellulaires. Ces protéines étant associées au compartiment sécrétoire, il semble qu'il existe une signalisation depuis le trichocyste pour assembler les protéines d'exocytose. Parallèlement, une étude de gènes-candidats a été menée par ARN interférence. J'ai montré que NSF était impliqué dans l'assemblage des microdomaines d'exocytose, montrant ainsi une conservation des mécanismes chez la paramécie. Une étude similaire a été faite sur le protéolipide de l'ATPase vacuolaire révélant son rôle dans l'intégrité du compartiment vacuolaire, des vacuoles digestives et des trichocystes. Pour l'instant aucune fonction n'a été mise en évidence sur l'exocytose.