Assemblage et fonction des complexes de pores nucléaires cytosoliques

Assembly and function of cytosolic nuclear pore complexes

• Auteur / Autrice : Junyan Lin
• Direction : Izabela Sumara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 04/10/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Manuel Mendoza
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Snezhana Oliferenko, Benoît Palancade

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réticulum endoplasmique

Complexe protéique du pore nucléaire

Enveloppe nucléaire

Mots clés libres

Complexes des pores nucléaires (CPN)

Nucléoporines (Nups)

Lamelles annulaires (LA)

RanBP2 (Nup358)

Nuclear pore complex (NPCs)

Nucleoporins (Nups)

Annulate lamellae (ALs)

RanBP2 (Nup358)

Résumé

Les complexes des pores nucléaires (CPN) sont d'énormes assemblages protéiques intégrés dans l'enveloppe nucléaire (EN). Ils servent de structures pour le transport bidirectionnel. Essentiels, ils permettent le maintien de l'équilibre entre le noyau et le cytoplasme. Au-delà de leur résidence dans l'EN, les CPN se trouvent également dans des feuillets du réticulum endoplasmique (RE) empilés connus sous le nom de lamelles annulaires (LA). Cependant, la fonction et les voies régissant la biogenèse des LA restent énigmatiques. Notre investigation dans les cellules de mammifères révèle un mécanisme où la formation des LA résulte de la fusion de CPN cytosoliques préassemblés. Le mouvement des CPN cytosoliques est intimement lié à la dynamique du RE, car ils migrent vers l'EN et s'y intègrent en début d'interphase en conditions de croissance normales, ce processus est médié par les microtubules. RanBP2 (Nup358), un constituant des filaments cytoplasmiques des CPN, apparaît comme nécessaire et suffisant pour la formation des LA dans le cytoplasme. Mécaniquement, les répétitions FG dans le N-terminus de RanBP2 jouent un rôle crucial en orchestrant l'état d'oligomérisation des unités de l'anneau extérieur des CPN, connues sous le nom de complexes Y. Notre étude élucide un processus d'assemblage crucial pour nourrir l'EN, assurant la fonctionnalité des pores nucléaires et soulignant l'importance des CPN cytosoliques dans l'homéostasie cellulaire des mammifères.

Nuclear pore complexes (NPCs), huge protein assemblies built into the nuclear envelope (NE), serve as pivotal structures for bidirectional transport, maintaining the equilibrium between the nucleus and cytoplasm. Beyond their residence within the NE, NPCs are also found in stacked cytoplasmic membranes known as annulate lamellae (AL). However, the function and pathways governing the biogenesis of AL remain enigmatic. Our investigation in mammalian cells unveils a mechanism wherein AL formation arises through the fusion of pre-assembled cytosolic NPCs. The movement of cytosolic NPCs is intricately linked to the dynamics of the endoplasmic reticulum (ER), as they migrate towards and integrate into NE during early interphase under normal growth conditions, a process mediated by microtubules. RanBP2 (Nup358), a constituent of the NPC cytoplasmic filaments, emerges as necessary and sufficient for AL formation in the cytoplasm. Mechanistically, the FG repeats in the N-terminus of RanBP2 play a pivotal role by orchestrating the oligomerization state of the NPC outer ring units, known as Y-complexes. Our study elucidates an assembly process crucial for NE nourishment, ensuring the functionality of nuclear pores and underscoring the significance of cytosolic NPCs in mammalian cellular homeostasis.