Projet ANR-07-JCJC-0088 – granule-endo : Molecular mechanisms of secretory granule membrane endocytosis in neuroendocrine cells: functional interplay between lipids, actin cytoskeleton and endocytic molecules
Programme : Jeunes chercheuses & jeunes chercheurs (JCJC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : Stéphane GASMAN (CNRS DELEGATION REGIONALE ALSACE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 150000.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Le trafic membranaire intracellulaire est un phénomène biologique fondamental qui est au c¿ur de nombreuses fonctions cellulaires vitales. Bien que les processus de genèse, de transport et de fusion vésiculaires soient largement explorés, peu d'effort est consacré aujourd'hui à comprendre les mécanismes qui équilibrent le trafic membranaire entre deux compartiments. Autrement dit, la façon dont une cellule gère l'apport et l'appauvrissement membranaire au sein d'une organelle reste une question posée. Dans les cellules sécrétrices par exemple, l'exocytose et l'endocytose doivent être inexorablement liées. Cependant, ces deux processus restent majoritairement étudiés indépendamment l'un de l'autre. De récentes évidences suggèrent qu'après libération des hormones et neuropeptides par exocytose, les cellules neuroendocrines réincorporent spécifiquement la membrane granulaire transitoirement insérée dans la membrane plasmique par un processus d'endocytose dit compensatrice. Afin d'assurer l'efficacité de cette internalisation, il est légitime de penser que l'intégrité lipidique et protéique de la membrane granulaire doit être préservée au niveau des sites d'exocytose de la membrane plasmique après libération du contenu intra-granulaire. A ce jour, les mécanismes moléculaires qui régissent l'endocytose des granules de sécrétion après exocytose ne sont pas étudiés. De plus, le signal qui permet à la cellule de déclencher ce processus primordial de compensation membranaire est absolument inconnu. -  -  Le but principal de ce projet de recherche est de déterminer comment l'endocytose d'un granule de sécrétion est couplée à l'exocytose dans les cellules neuroendocrines. Afin d'aborder cette question complexe, nous allons focaliser nos recherches sur trois axes spécifiques : i) Comment les composants granulaires sont-ils maintenus ensemble à la membrane plasmique pendant et après exocytose ? ii) quels sont les mécanismes moléculaires qui assurent la recapture des granules de sécrétion ? iii) quel est le signal qui déclenche l'internalisation des granules ? -  -  De par leurs propriétés biophysiques, les lipides et les molécules du cytosquelette participent aux processus de trafic membranaire en jouant un rôle « d'échafaudage » moléculaires. Cette capacité leur permet notamment de recruter et de maintenir assemblée la machinerie fonctionnelle nécessaire en des sites restreints de la membrane plasmique ou d'autres organelles. Le phosphatidylserine et l'enzyme assurant sa translocation à travers les membranes (la scramblase) ainsi que le cytosquelette d'actine dont la dynamique est régulée par les GTPases de la famille Rho, représentent d'attractifs candidats pour assurer la mise en place de domaines moléculaires spécifiquement dédiés à l'exo-endocytose dans les cellules neuroendocrines. Concernant les mécanismes de recapture des granules de sécrétion, bien que l'importance de la clathrine et de la dynamine ait été suggérée, la preuve formelle de leur implication reste entièrement à apporter. Enfin, étant donné leur implication à la fois dans les processus d'exo- et d'endocytose, les proteines bi-fonctionnelles comme la synaptotagmine et l'intersectine pourraient assurer le signal de déclenchement de l'endocytose des granules après libération hormonale. -  -  Par ce projet, nous tenterons de lever le voile sur les mécanismes contrôlant la recapture granulaire qui fait suite à l'exocytose dans les cellules neuroendocrines. Pour cela, nous proposons de mettre en place une approche innovante et multidisciplinaire qui combinera la mise au point de tests spécifiques de mesure d'endocytose granulaire, la microscopie électronique, la microscopie à onde évanescente et le développement de nouvelles méthodes d'analyses informatiques. Ainsi, nous pourrons visualiser, mesurer et quantifier le cycle d'exo-endocytose avec une résolution suffisante pour pouvoir aborder le role de l'actine et des lipides ainsi que d'autres médiateurs potentiels tels que l