A Global Approach of Ral Pathway : Identification of a New Actor : Stk38

par Rasim Selimoglu

Thèse de doctorat en Génétique et biologie cellulaire des cancers

Sous la direction de Jacques Camonis et de Hervé Isambert.

Le président du jury était François Dautry.

Les rapporteurs étaient Alain Eychène.

  • Titre traduit

    Une approche globale de la Voie Ral : identification d'un nouvel acteur : Stk38


  • Résumé

    Les GTPases Ral, RalA et RalB, sont des effecteurs proximaux de l’oncogène Ras.Malgré leur forte homologie, leurs activateurs communs (les RalGEFs) et des effecteurs communs (le complexe exocyste), ils apportent des contributions distinctes et parfois collaborent à diverses fonctions cellulaires.RalA est impliqué en prolifération en absence de substrat et l'exocytose polarisée.RalB est impliqué dans la migration cellulaire, l'autophagie et l'apoptose des cellules cancéreuses. Comment les GTPases Ral régulent ces différents fonctions n’est toujours pas connu.Une partie de ma thèse était consacrée à l'étude de la spécificité des fonctions de RalA et RalB, ainsi que la spécificité des RalGEFs et des éléments de l'interactome deRal, dans trois processus biologiques: la cytocinèse, la migration cellulaire et l'activation de la voie MAPK.Nous avons démontré que RalA et RalB ont des fonctions distinctes pendant la cytocinèse. RalA est nécessaire pour la correcte progression de la cytocinèse alors RalB est nécessaire pour l’abscission du pont intracellulaire. Nous avons montré également que RalA, mais pas RalB, régule l’activation de p38 et de Jnk à travers le complexe exocyste en réponse au stress osmotique. L'implication de RalB, mais pas RalA, dans la migration cellulaire a été établie antérieurement. Dans ces trois fonctions, nous avons montré que les GTPases Ral sont été régulées par des RalGEFs spécifiques.Nous avons effectué un crible par siARN de 91 gènes codant des protéines du réseau d’interactions protéine‐protéine autour de Ral (l'interactome de Ral), nous avons identifié 14 protéines impliquées dans la voie de RalA et 8 protéines impliquées dans la voie de RalB, en cytocinèse. Dans la migration cellulaire, nous avons identifié 22 protéines impliquées dans la voie de RalB. Nous avons identifié cinq protéines communes aux deux fonctions cellulaires.Parmi ces protéines, j'ai étudié la relation fonctionnelle entre RalA et Stk38, une kinase qui appartient à la voie Hippo, qui a un rôle suppresseur de tumeur. J'ai montré que RalA active Stk38 par une voie RalA/exocyste/Map4k4 en réponse au stress osmotique. J’ai démontré que cette voie est impliquée dans l’activation de la voie p38 et Jnk en réponse au stress osmotique. J'ai aussi montré que la régulation deStk38 par RalA est nécessaire pour l'apoptose induite par le TNFα.L'identification de nouveaux composants de la voie RalA ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de la fonction des GTPases Ral dans les processus normaux et tumoraux. En outre, ce travail est le premier présentant RalA comme une protéine pro‐apoptotique, ce qui suggère que RalA pourrait posséder une fonction suppresseur de tumeurs.


  • Résumé

    The Ras‐like GTPases RalA and RalB are proximal effectors of oncogenic Ras.Despite their high homology, their common activators (the RalGEFs) and effectors(the exocyst complex), they make distinct and sometimes collaborative contributions to diverse cellular functions. RalA supports anchorage independent growth and regulates polarized exocytosis. RalB regulates cell migration and autophagy and inhibits apoptosis of cancer cells. How Ral GTPases achieve their differing functions is still elusive.One part of my thesis was dedicated to study the specificity of RalA and RalB functions, as well as the specificity of RalGEFs functions and of the components of the Ral interactome, in three biological processes: cytokinesis, cell migration and MAPK activation.We demonstrated that RalA and RalB have distinct functions during cytokinesis.RalA is necessary for correct progression of cytokinesis whereas RalB is necessary for abscission of the intracellular bridge. We showed also that RalA, but not RalB,regulates p38 and Jnk activation upon osmotic stress through the exocyst complex.The importance of RalB, but not RalA, in cell migration was established previously. In these three functions, we showed that the functions of Ral GTPases were triggered by specific RalGEFs.We carried out a siRNA screen of 91 genes encoding proteins participating to a protein‐protein interaction map rooted in Ral (the Ral interactome), we determined14 proteins as components of RalA pathway and 8 proteins as components of RalBpathway, required for cytokinesis completion. In cell migration, we determined 22 proteins as components of RalB pathway. We identified 5 proteins in common involved in both cellular functions.Among these proteins I have been studying the functional relationship betweenRalA and Stk38, a kinase that belongs to the tumour suppressor Hippo pathway. I showed that upon osmotic stress, RalA activates Stk38 by phosphorylation through aRalA/exocyst/Map4k4 pathway. I demonstrate that this pathway has the function to trigger p38 and Jnk activation upon osmotic stress. I showed that the regulation ofStk38 by RalA is required for apoptosis induced by TNFα.The identification of new components of Ral pathway opened new perspectives in understanding the Ral GTPases function in normal and tumour processes. Moreover,this is the first work presenting RalA as a pro‐apoptotic protein, suggesting that RalAmight have tumour‐suppressor like functions.


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