Etudes des ATPases AAA+ ATAD3A et ATAD3B

par Nicolas Merle

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Jacques Baudier.

Soutenue le 22-11-2011

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de Biologie à Grande Echelle (équipe de recherche) .

Le président du jury était Eva Pebay-Peyroula.

Le jury était composé de Jacques Baudier, Olivier Feraud, Emmanuel Taillebourg, Claudine Filiatre, Rachel Auzely-velty.

Les rapporteurs étaient Mahnaz Ameli-moradi, Manuel Rojo, Margareta Bergendahl norell.


  • Résumé

    ATAD3A est une protéine de la famille des AAA-ATPase (ATPases Associés à diverse Activités cellulaires) spécifique des eucaryotes multicellulaires (1). Au laboratoire, la protéine ATAD3A avait été identifiée comme étant une cible spécifique d'interaction calcium-dépendante de la protéine S100B (2). Chez les hominidés, il existe un deuxième membre de la famille ATAD3, la protéine mitochondriale ATAD3B. L'objectif de ma thèse a été de résoudre la topologie mitochondriale d'ATAD3A et d'ATAD3B et d'étudier leurs fonctions et interactions. Nous avons montré que ces deux protéines sont ancrées dans la membrane interne des mitochondries aux zones de contact avec la membrane externe et qu'elles forment des complexes hexamèriques. Nous avons ensuite mise en évidence l'expression spécifique d'ATAD3B dans les cellules embryonnaires humaines et sa réexpression dans les iPS et certaines lignées cancéreuses. Des expériences complémentaires ont été réalisées à l'aide de l'invalidation et de l'expression de mutants dominants-négatifs dans la lignée de cancer de poumon, H1299. Nos résultats suggèrent qu'ATAD3B interagit et forme des hétéro-oligomères avec ATAD3A. ATAD3B sembleraient alors agir entant que dominant-négatif d'ATAD3A. Afin de mieux comprendre la fonction d'ATAD3A in vivo, nous avons développé des modèles chez la Drosophile dont les études démontrent qu'ATAD3A est requis pour la croissance cellulaire et le développement de l'organisme. (1): Gilquin et al. The AAA+ ATPase ATAD3A controls mitochondrial dynamics at the interface of the inner and outer membranes. (Mol Cell Biol. 2010 Apr;30(8):1984-96) (2): Gilquin et al. The calcium-dependent interaction between S100B and the mitochondrial AAA-ATPase ATAD3A and the role of this complex in the cytoplasmic processing of ATAD3A. (Mol Cell Biol. 2010 Mar 29)

  • Titre traduit

    Study of mitochondrial AAA+ ATPases ATAD3A and ATAD3B


  • Résumé

    ATAD3A is part of a novel family of mitochondrial AAA+ ATPase (ATPases Associated to diverse cellular Activities) specific to the multicellular eukaryotes (1). In the laboratory, we have identified ATAD3A as a specific target for the Ca2+/Zn2+-binding S100B protein (2). In the Hominidae, there is a second member of the ATAD3 family, the mitochondrial protein ATAD3B. The aim of my thesis was to solve the mitochondrial topology of ATAD3A and ATAD3B and to study their functions and interactions. We have shown that these two proteins are anchored in the inner mitochondrial membrane at the contact sites with the external membrane and that they form hexameric complexes. We have then shown that ATAD3B is specifically expressed in the human embryonic stem cells and is re-expressed in iPs (induced Pluripotent stem cell) and certain cancer cell lines. Complimentary studies were done using the down regulation of ATAD3B by shRNA and expression of dominant-negative ATAD3A mutants in the human lung cancer cell line, H1299. Our results suggest that ATAD3B interacts and forms hetero-oligomers with ATAD3A. ATAD3B seems to behave like a dominant negative of ATAD3A. To have a better understanding of the function of ATAD3A in vivo, we developed models in Drosophila with which results show that ATAD3A is required for cell growth and organism development. (1): Gilquin et al. The AAA+ ATPase ATAD3A controls mitochondrial dynamics at the interface of the inner and outer membranes. (Mol Cell Biol. 2010 Apr;30(8):1984-96) (2): Gilquin et al. The calcium-dependent interaction between S100B and the mitochondrial AAA-ATPase ATAD3A and the role of this complex in the cytoplasmic processing of ATAD3A. (Mol Cell Biol. 2010 Mar 29) STAR


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