L’homéostasie du manganèse influence l’abondance de Gdt1p par des mécanismes transcriptionnels et post-traductionnels distincts

Details

Supervisors

Morsomme, Pierre ; Deschamps, Antoine

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries

Abstract

Les CDG (Congenital Disorders of Glycosylation) sont une famille de maladies héréditaires causant des défaillances dans le processus de glycosylation et présentant de nombreux symptômes tels qu’un retard psychomoteur, des anomalies squelettiques et cardiaques, etc. En 2012, un lien a été établi entre un type de CDG et la mutation du gène codant pour TMEM165, une protéine humaine localisée au niveau de l’appareil de Golgi. Cette protéine appartient à une famille de protéines très conservées appelée UPF0016 (pour Uncharacterized Protein Family 0016), regroupant des transporteurs de calcium et manganèse présents chez de nombreux organismes eucaryotes et procaryotes. L’orthologue de Saccharomyces cerevisiae se nomme Gdt1p. Également localisée dans la membrane du Golgi, cette protéine est impliquée dans l’homéostasie du calcium et du manganèse de la levure. Il a récemment été démontré que TMEM165 et Gdt1p sont toutes deux sensibles à un excès de manganèse. En effet, en présence de concentrations élevées en Mn2+, l’abondance de ces protéines diminue rapidement. Cependant, les mécanismes de régulation et de dégradation des transporteurs intracellulaires de manganèse sont encore méconnus à l’heure actuelle. Au cours de ce projet, nous avons tenté de comprendre le mécanisme qui mène à la diminution d’abondance de Gdt1p en lien avec le manganèse, en nous intéressant particulièrement à l’expression du gène GDT1 codant pour cette protéine. Nous avons ainsi observé que la dégradation de Gdt1p est beaucoup plus rapide lors d’un ajout de manganèse dans le milieu extracellulaire, par rapport à la demi-vie naturelle de la protéine. Dans le même temps, une diminution de l’expression de GDT1 a lieu très rapidement après l’addition du manganèse dans le milieu de culture (moins de 30 minutes), mais cette répression transcriptionnelle ne se produit que pour des concentrations élevées en manganèse (supérieures ou égales à 5 mM). Sachant que l’abondance de Gdt1p est inversement corrélée au contenu total en manganèse des cellules, nous avons également mesuré l’expression de GDT1 chez différentes souches délétées pour d’autres transporteurs de manganèse ainsi que chez des mutants de PMR1 ayant une activité de transport modifiée. Les expériences menées ont permis de déterminer que ces délétions et mutations n’ont aucun impact significatif sur l’expression du gène malgré une diminution importante de l’abondance de Gdt1p pour certaines d’entre elles. L’ajout de manganèse chez les souches exprimant les mutants de PMR1 a également permis de mettre en évidence leur sensibilité accrue aux ions Mn2+. En effet, la dégradation de Gdt1p et une diminution de l’expression de GDT1 ont été observées pour des concentrations plus faibles que pour la souche sauvage. Nos résultats suggèrent donc qu’il existe un découplage entre les signaux et les voies de signalisation contrôlant la régulation transcriptionnelle et post-traductionnelle de Gdt1p.