Role of cholesterol and N-glycosylation in apical sorting of GPI- APs in polarized epithelial FRT cells

par Naga Sailaja Imjeti

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire

Sous la direction de Chiara Zurzolo.

  • Titre traduit

    Rôle du cholestérol et de la N-glycosylation dans le tri apical de GPI-APs dans les cellules polarisées épithéliales FRT


  • Résumé

    Les cellules épithéliales sont capable de se polariser avec un domaine apical et un basolatéral qui diffèrent nettement en leurs protéines, leurs composition en lipides et donc en fonction. Cette asymétrie reflète la capacité des cellules épithéliales à affecter les protéines nouvellement synthétisées et les lipides à chacune des surfaces de la cellule. Alors que les signaux responsables pour la sélection basolatérale des protéines ont été clairement identifiés, la situation en ce qui concerne la sélection apicale des protéines demeure mal comprise. Nous avons précédemment montré que contrairement aux GPI-APs basolatérales l’oligoisomérisation des protéines ancrées glycosylphosphatidylinositol (GPI-AP) dans l'appareil de Golgi est requise pour le tri apical. Il est intéressent de noter que ce mécanisme est conservé dans deux types de cellules épithéliales, les cellules MDCK et les cellules FRT, qui présentent des différences de tri des GPI-APs. Cependant, le mécanisme précis menant à cet événement n'est pas compris. Nos données précédentes ont démontré que le simple ajout de cholestérol aux cellules MDCK est nécessaire et suffisant pour induire l'oligomérisation et le tri apical d'une GPI-AP basolatérale. Alors que dans l’étude présente sur les cellules FRT, nous avons montré que contrairement aux cellules MDCK, le cholestérol ne joue pas un rôle majeur dans la régulation du tri apicale des GPI-APs. De plus, nous avons également montré que les GPI-APs apicales et basolatérales ne sont pas séparées dans le Golgi en fonction de leur teneur en cholestérol entourant l'environnement membranaire. Par ailleurs, nous avon démontré que la N-glycosylation des protéines de l’ectodomaine est indispensable à l’oligomérisation et au tri apical de GPI-APS. Nos données indiquent qu’il existe au moins deux mécanismes, l’un dépendant du taux de cholestérol et l’autre de la N-glycosylation, qui déterminent l’oligomérisation dans l'appareil de Golgi et le tri des GPI-APs vers la membrane apicale.


  • Résumé

    Epithelial cells represent the ability to polarize with an apical and basolateral domains which differ markedly in proteins, lipid composition and therefore in function. This asymmetry reflects the ability of epithelial cells to sort newly synthesized proteins and lipid to either cell surface. While the signals responsible for basolateral targeting of the proteins have been clearly understood, the situation regarding the apical sorting of proteins is more obscure. We have previously shown that differently from basolateral GPI-APs oligomerization in the Golgi apparatus is necessary for apical sorting of Glycosylphosphatidylinositol- anchored proteins (GPI-APs). Interestingly this mechanism is conserved in two different kinds of epithelial cells, MDCK and FRT cells, which exhibits a difference in the sorting of GPI-APs. However the precise mechanism leading to this event is not understood. Our previous data demonstrated that simple addition of cholesterol to MDCK cells is necessary and sufficient to induce the oligomerization and apical sorting of a basolateral GPI-AP. Whereas, in this present study in FRT cells we showed that in contrast with MDCK cells cholesterol is not an active player in the regulation of GPI- APs apical sorting. In addition, we also showed that apical and basolateral GPI-APs are not segregated in the Golgi on the bases of the cholesterol content of the surrounding membrane environment. Furthermore, we demonstrated that N- glycosylation of the protein ectodomain is critical for oligomerization and apical sorting of GPI-APs. Our data indicates that at least two mechanisms depending either on cholesterol or on N-glycosylation exist to determine oligomerization in the Golgi and sorting to the apical membrane of GPI-APs.


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