Étude de la voie JAK/STAT chez Drosophila melanogaster

Study of JAK/STAT signaling pathway in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Olivier Devergne
• Direction : Stéphane Noselli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Drosophiles

Cellules -- Motilité

Endocytose

Récepteurs

Cytokines

Résumé

Chez les mammifères, la voie de signalisation JAK/STAT est activée en réponse aux cytokines et aux facteurs de croissance. Son activation stimule la prolifération, la différentiation, la migration cellulaire ainsi que l'apoptose. Nous montrons que la voie JAK/STAT et son récepteur Domeless (Dome), un récepteur de la famille des récepteurs aux IL-6, sont requis pour la différenciation et la migration des cellules de la bordure, un modèle d'invasion cellulaire qui se déroule au cours de l'ovogenèse chez la drosophile. Nous nous sommes ensuite intéressés aux mécanismes impliqués dans le contrôle de la voie de signalisation JAK/STAT. En effet, la voie de signalisation commence à être bien connue, en revanche le rôle de l'endocytose des récepteurs aux cytokines sur la transduction du signal est peu caractérisé. Grace à des analyses génétiques in vivo et des expériences en culture cellulaire, nous montrons que la fixation du ligand induit l'endocytose clathrine dépendante du complexe récepteur/ligand. Après internalisation, ces complexes traversent les différents compartiments endosomaux et sont dirigés vers le lysosome afin d'y être dégradés. Cette dégradation permet la désensibilisation de la voie JAK/STAT. De façon intéressante, le blocage de l'endocytose de Dome, grace à un mutant de la clathrine, entraine la diminution de l'activité de la voie JAK/STAT, suggérant que le recrutement de la clathrine et la formation des vésicules de bourgeonnement sont requis pour l'activation de la voie. La fixation du ligand n'est pas suffisante. De plus, le blocage du trafic au niveau de différents compartiments endosomaux, en utilisant des mutants rab5, hrs ou dor entraine également une inhibition de la voie JAK/STAT indiquant que l'endocytose et le trafic intracellulaire sont nécessaires pour la transduction du signal. Nos résultats révèlent ainsi un rôle essentiel de l'endocytose dépendante de la clathrine pour la transduction du signal in vivo.

In mammals, the JAK/STAT signaling pathway is activated in response to cytokines and growth factors to control blood cell development, proliferation and cell determination. We show that the JAK/STAT pathway and its receptor Domeless (Dome), a receptor of the IL-6 receptor family, are required for the differentiation and the migration of border cells during drosophila oogenesis which represent a powerful model to study cell invasion. We then became interested into the role of endocytosis as a mechanism to control JAK/STAT signaling. Indeed, the transduction machinery in several models is well known, however the function of cytokine receptor endocytosis on signaling remains poorly characterized. Using both in vivo genetic analysis and cell culture assays, we show that ligand-binding induces clathrin-dependent endocytosis of receptor-ligand complexes which traffic through the endosomal compartment and are targeted to the lysosome for degradation, leading to the desensitization of JAK/STAT activity. Surprisingly, blocking endocytosis of Dome using clathrin mutants led to a downregulation of JAK/STAT signalling, suggesting that clathrin recruitment and formation of budding vesicles are required for JAK/STAT signaling and that ligand binding is not sufficient to activate the pathway. In addition, disrupting endocytosis of Dome in distinct endosomal compartments, using rab5, hrs, or dor mutants, also led to a reduction of signaling indicating that endocytosis and intracellular trafficking are necessary for signaling. Altogether, our data reveal an essential role of clathrin dependent endocytosis for JAK/STAT signalling in vivo.