Trafic intracellulaire des récepteurs de la leptine
Institution:
Lille 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Leptin is an adipocyte derived hormone that regulates energy intake and neuroendocrine functions. Resistance to the weight reducing effects of leptin is a common feature of most cases of human and rodent obesity, but the molecular basis of this resistance is poorly understood. We studied the cell surface expression of the two leptin receptor isoforms OB-Ra and OB-Rb, a key determinant in leptin sensitivity. Both isoforms have short half-lives and were localized in trans-golgi network, endosomes and at the cell surface at steady state. The cell surface receptors were constitutively endocytosed and degraded with no evidence of recycling. Our results suggest that leptin receptors were partially retained in the biosynthetic pathway. The transmembrane domain is important for this retention. Leptin receptors are internalized by a clathin independent mechanism and were transported to early endosomes. OB-Ra is ubiquitylated on lysine 877 and 889 in the cytoplasmic tail, the mutations of which abolishes internalization. Fusion of an ubiquitin molecule at the C-terminus of an OB-Ra construct defective both in ubiquitylation and endocytosis restores clathrin-independent endocytosis. Those results suggest that ubiquitin linked to the lysines 877 and 889 constitute the endocytosis signal of OB-Ra. Finally, fusion of an ubiquitin molecule to a transferrin receptor deleted from its own cytoplasmic domain diverts it from clathrin-dependent to clathrin-independent endocytosis. We propose that mono-ubiquitin conjugates act as internalization motifs for the clathrin-independent pathway that is followed by leptin receptors.
Abstract FR:
L'obésité est souvent associée à une résistance à la leptine, hormone essentielle pour la régulation des réserves énergétiques et du poids corporel. Afin d'aborder l'étude de la sensibilité des cellules à cette hormone, nous avons étudié les mécanismes régulant l'expression des deux principales isoformes de récepteurs de la leptine, OB-Ra et OB-Rb, à la surface des cellules. Exprimées en cellules HeLa, ces deux récepteurs ont des demi-vies courtes et sont détectés dans le réseau trans-golgien, dans des endosomes et à la surface des cellules. Les récepteurs de surface sont internalisés de façon constitutive, ne sont pas recyclés vers la membrane plasmique ou vers le réseau trans-golgien et sont dégradés dans les lysosomes. Nos résultats suggèrent aussi qu'une partie des récepteurs nouvellement synthétisés subit une rétention intracellulaire dépendante du domaine transmembranaire et pourrait être dégradée dans les lysosomes sans être préalablement passée par la membrane plasmique. Les mécanismes contrôlant l'endocytose ont été étudié plus précisément. L'internalisation des deux isoformes est effectuée par une voie indépendante de la clathrine. Après internalisation ils sont transportés vers des endosomes précoces. L'isoforme OB-Ra est ubiquitinée à la membrane plasmique sur les lysines 877 et 889 de son domaine cytoplasmique. La mutation des lysines en arginines inhibe l'endocytose de OB-Ra et la fusion d'une molécule d'ubiquitine à l'extrémité C-terminale du mutant restaure l'endocytose, ce qui indique que le signal d'internalisation de OB-Ra est constitué par les ubiquitines liées aux lysines 877 et 889. Finalement, nous montrons que la fusion d'une ubiquitine au récepteur de la transferrine délété de son propre signal d'internalisation redirige ce marqueur de la voie à clathrine vers une voie d'internalisation indépendante de la clathrine.