Régulation de la métalloprotéase ADAM10/Kuzbanian par les tétraspanines à 8 cystéines et conséquences sur l’activation de la voie Notch chez les mammifères et la Drosophile

TspanC8 tetraspanins regulate ADAM10/Kuzbanian trafficking and promote Notch activation in flies and mammals

• Auteur / Autrice : Emmanuel Dornier
• Direction : Eric Rubinstein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, Biologie Cellulaire et Moléculaire
• Date : Soutenance le 11/12/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Cancérologie : Biologie, Médecine, Santé (2000-2015 ; Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Réponses cellulaires au microenvironnement et cancer (Villejuif, Val-de-Marne ; 2010-2015)
• Jury : Président / Présidente : François Dautry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Rubinstein, François Dautry, Pierre-Emmanuel Milhiet, Christel Brou, Ludger Johannes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Emmanuel Milhiet, Christel Brou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métalloprotéinases

Protéines membranaires

Tétraspanines

Mots clés libres

Tétraspanines

Adam10

Reticulum endoplasmique

Notch

Trafic

TspanC8

Drosophile

Α-secretase

Tetraspanins

Adam 10

Endopladmic reticulum

Notch

Trafic

TspanC8

Drosophile

Α-secretase

Résumé

L’importance des activités protéolytiques associées à la membrane plasmique dans divers processus biologiques fondamentaux est de mieux en mieux définie. Les protéases de la famille ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease), et ADAM10 en particulier, ont suscité un intérêt tout particulier du fait de l’importance de leurs substrats (récepteur de l’EGF, TNFα, Notch, APP…). Néanmoins, peu d’études se sont intéressées aux mécanismes régulant le trafic d’ADAM10.Les tétraspanines sont une super-famille de protéines de surface impliquées dans de nombreux processus biologiques fondamentaux parmi lesquels la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes… L’une des caractéristiques majeure des tétraspanines est leur capacité à organiser un réseau d’interactions moléculaires appelé le « tetraspanin web ». De précédentes études menées dans le laboratoire ont montré qu’ADAM10 est associé au « tetraspanin web ». Néanmoins, la tétraspanine en interaction directe avec ADAM10 permettant son association au réseau n’est pas encore connue. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la régulation d’ADAM10 par les tétraspanines. Nous avons ainsi pu identifier une sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines, les TspanC8 (Tspan5, Tspan10, Tspan14, Tspan15, Tspan17 et Tspan33), comme étant capables d’interagir directement avec ADAM10 et de réguler sa sortie du réticulum endoplasmique. Nous avons montré que Tspan5, Tspan14, Tspan15 et Tspan33 sont capables de réguler l’expression de surface d’ADAM10 et que Tspan10 et Tspan17 entrainent l’accumulation d’ADAM10 dans un compartiment endosomal tardif. Les TspanC8 pourraient également contribuer à la régulation de la spécificité de substrat d’ADAM10 puisque nous avons montré que l’expression des TspanC8 humaines Tspan5 et Tspan14 augmente l’activation de la voie Notch alors que Tspan15 n’a pas d’effet. Par ailleurs, les TspanC8 de Drosophile sont capables d’interagir directement avec Kuzbanian (l’orthologue d’ADAM10), permettent son accumulation à la surface cellulaire et régulent l’activation de la voie Notch dans différents contextes développementaux. Nous proposons que les TspanC8 soient une nouvelle famille de protéines ayant une fonction très conservée dans la régulation de l’activité et du trafic d’ADAM10, capables de réguler l’activation de la voie Notch.

Increasing evidence suggests a critical implication of membrane-associated protease activities in numerous biological processes. ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease) proteases, and especially ADAM10, are of particular interest because of the importance of their substrates (EGF receptor, TNF α, Notch, APP…). However, few studies focus on the mechanisms of ADAM10 trafficking. Tetraspanins are a super-family of proteins implicated in numerous biological processes including migration, intercellular interactions, immune response, gamete fusion… One of the most striking features of tetraspanins is their ability to organise multi-molecular complexes called « Tetraspanin Web ». Previous studies in the laboratory have shown that ADAM10 is associated to the « Tetraspanin Web ». Nevertheless, the tetraspanin in direct interaction with ADAM10 that drives its association to the web is not known. In this study, we focused on ADAM10 regulation by tetraspanins. We identified a subfamily of tetraspanins with 8 cysteines in their large extracellular domain that we called TspanC8 (Tspan5, Tspan10, Tspan14, Tspan15, Tspan17 and Tspan33) that can directly interact with ADAM10 and regulate its egress from the endoplasmic reticulum. We have shown that Tspan5, Tspan14, Tspan15 and Tspan33 regulate the surface expression of ADAM10 and that Tspan10 and Tspan17 accumulate ADAM10 in a late endosomal compartment. TspanC8 could also contribute to substrate specificity since Tspan5 and Tspan14 can increase Notch activation when Tspan15 cannot. Drosophila TspanC8 directly interact with the Drosophila ADAM10 ortholog Kuzbanian, increase its accumulation at the cell surface and modulate Notch activation in several developmental contexts. We propose that TspanC8 constitute a new family of Notch regulators with conserved functions in the regulation of ADAM10 trafficking and activity.