Etude du rôle du Rho GEF Trio en coopération avec des protéines liant les microtubules dans la régulation de la croissance et du guidage axonaux.

par Jabran Benhari

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Anne Debant et de Jérôme Boudeau.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec CRBM - Centre de Recherche en Biologie cellulaire de Montpellier (laboratoire) et de Signalisation et dynamique du cytosquelette (equipe de recherche) depuis le 30-09-2013 .


  • Résumé

    Au cours du développement neuronal, le RhoGEF Trio joue un rôle clé dans la croissance et le guidage axonaux en stimulant le remodelage de l'actine via l'activation de la GTPase Rac1 et en réponse à la molécule de guidage nétrine-1. Lorsqu'elle se lie à son récepteur DCC (Deleted in Colorectal Cancer) la nétrine-1 favorise le recrutement de Trio sur le récepteur situé à la membrane du cône de croissance, ce qui permet à Trio d'induire la croissance axonale. Nous avons récemment montré que Trio est conduit à la membrane du cône de croissance par l'intermédiaire de son interaction avec les protéines liant l'extrémité en croissance des microtubules NAV1 et EB1 (Navigator 1 et End-Binding protein 1). Cependant les mécanismes couplant le transport microtubulaire de Trio vers la membrane du cône de croissance à son recrutement au récepteur DCC en réponse à la Netrine1 restent inconnus. NAV1 contient un domaine ATPase de type AAA dont la fonction est indéterminée, ce qui m'a conduit à générer un mutant défectif pour la liaison à l'ATP (NAV1-K1523A) afin d'invalider son activité. Bien que ce mutant conserve sa capacité à interagir avec l'extrémité des microtubules en croissance, la co-expression de Trio avec NAV1-K1523A conduit à une augmentation de la localisation membranaire des deux protéines. Ceci suggère que l'activité ATPase de NAV1 régule la localisation subcellulaire du complexe Trio-NAV1. J'ai également montré que NAV1 interagit avec le récepteur DCC, et que comme pour Trio, cette interaction est augmentée lorsque les cellules sont stimulées avec la nétrine-1. De façon intéressante, en condition basale le mutant NAV1-K1523A interagit davantage avec DCC que NAV1-WT, ce qui suggère qu'un défaut de liaison à l'ATP induit le recrutement de NAV1 sur le récepteur DCC. L'ensemble de ces résultats indique que Trio et NAV1 fonctionnent ensemble en aval de la signalisation nétrine-1/DCC, et révèlent que le domaine ATPase de NAV1 joue un rôle crucial dans le recrutement de Trio-NAV1 à DCC. Mon travail actuel vise à déterminer si l'activité ATPase de NAV1 peut jouer un rôle régulateur central sur les fonctions du complexe Trio-NAV1 en aval de la signalisation Nétrine1/DCC.

  • Titre traduit

    Interaction of Rho GEF Trio with Microtubules plus-end tracking proteins : role in axon outgrowth and guidance.


  • Résumé

    In the developing nervous system, the RhoGEF Trio promotes axon outgrowth and guidance by stimulating actin remodelling via the activation of the small GTPase Rac1 in response to the guidance cue netrin-1. Upon binding to its receptor DCC (Deleted in Colorectal Cancer), netrin-1 triggers the recruitment of Trio to DCC at the surface of axonal growth cones, which enables Trio to induce axon growth. We recently showed that Trio interacts with the MT plus-end tracking proteins (+TIP) Navigator 1 (NAV1) and EB1 at the growing end of MTs, and is thereby targeted to the growth cone plasma membrane, which is required for its functions. However, the mechanisms coupling the MT-mediated transport of Trio to the cell membrane and the netrin-1-induced recruitment of Trio to DCC are elusive. NAV1 comprises an AAA-type ATPase domain with no assigned function, which prompted me to generate an ATP-binding defective mutant (NAV1-K1523A). Albeit this mutant showed an ability to track MT plus ends similar to that of NAV1-WT, co-expressing Trio with NAV1-K1523A led to a greater localisation of both proteins at the plasma membrane. This suggests that the ATPase activity of NAV1 regulates the localisation of the Trio-NAV1 complex in cells. Next I found that NAV1 co-purifies with DCC along with Trio and that, similarly to Trio, the interaction of NAV1 with DCC is enhanced by stimulation of cells with netrin-1. Interestingly, NAV1-K1523A co-purifies with DCC to a greater extent than NAV1-WT which suggests that preventing NAV1 from binding ATP triggers its recruitment to DCC. Combined, these findings indicate that Trio and NAV1 function together downstream of netrin-1/DCC signalling, and uncover a role for the ATPase domain of NAV1 in controlling the recruitment of Trio-NAV1 to DCC. My on-going work aims at determining whether the ATPase activity of NAV1 could play a pivotal role on the functions of the RhoGEF Trio/NAV1 complex, downstream of netrin-1/DCC signalling.