La protéine Gec1/Gabarapl1 : rôle au cours de l'autophagie et expression dans les cellules cancéreuses

par Fatima Zahra Chakrama

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Michèle Jouvenot et de Michaël Boyer-Guittaut.

Soutenue le 12-07-2011

à Besançon , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) , en partenariat avec Estrogènes, expression génique et pathologies du système nerveux central (E2SNC) (Besançon) (laboratoire) et de Estrogènes, expression génique et pathologies du système nerveux central (E2SNC) (Besançon) (laboratoire) .

Le président du jury était Bruno Chatton.

Le jury était composé de Michèle Jouvenot, Michaël Boyer-Guittaut, Bruno Chatton, Joëlle Wiels, Patrice Codogno.

Les rapporteurs étaient Joëlle Wiels, Patrice Codogno.

mots clés

• GABARAPL1
• GABARAP
• LC3
• Macroautophagie
• Tumeurs du sein
• Méningiomes
• Résistance aux drogues anti-cancéreuses
• Protéasome
• Cancer du sein -- Aspect moléculaire
• Méningiome
• Résistance aux médicaments
• Anticancéreux
• Inhibiteurs du protéasome
• Autophagocytose
• Génétique moléculaire humaine
• Cultures cellulaires

Résumé

Le gène Gec1/Gabarapl1 a été identifié au sein de notre laboratoire comme un gène régulé par les estrogènes. Il appartient à la famille Gabarap incluant les gènes Gabarap, gabarap/2 et Gabarapl3 qui codent des protéines présentant de fortes homologies de séquences. L'étude fonctionnelle de Gabarapl 1 a montré que cette protéine est impliquée dans le transport des récepteurs et particulièrement les récepteurs Gabaₐ et des κ-opioïdes via son interaction avec la tubuline et la protéine NSF. Cependant, il a été décrit que certaines protéines de la famille Atg8 sont impliquées dans l' autophagie, un mécanisme de dégradation et de survie cellulaire, qui se caractérise par la formation de doubles membranes appelées autophagosomes. Les objectifs de mon travail étaient, d'une part, de caractériser le rôle de la protéine GABARAPL1 au cours de !'autophagie et, d'autre part, de caractériser son expression dans des lignées et tissus cancéreux et sa régulation en réponse à des composés anti-cancéreux. Tout d'abord, nous avons montré que Gabarapl1 est clivée par la protéase Atg4B au niveau de sa glycine 116 avant sa conjugaison à des phopholipides. Cette forme modifiée, lipidée, est localisée à la surface des autophagosomes et des lysosomes. Nous avons ensuite montré que Gabarapl1 est faiblement exprimée dans de nombreuses lignées cancéreuses, que son expression est altérée dans les méningiomes et qu'elle est régulée par des inhibiteurs du protéasome. Ces travaux ont montré, pour la première fois, que la protéine Gabarapl1 est associée à des vésicules autophagiques et permettront de poser les hypothèses de nos futurs travaux.

mots clés

• GABARAPL1
• GABARAP
• LC3
• Macroautophagy
• Breast tumors
• Meningiomas
• Resistance to anti-cancer drugs
• Proteasome

Titre traduit

Gabarapl1/Gec1 protein : role in the autophagy process and study of its expression in cancer ceIIs

Résumé

The Gec1 / Gabarapl1 gene was identified in our laboratory as an early estrogen regulated gene. Gabarapl1 belongs to the Gabarap family, also including Gabarap, Gabarapl2 and Gabarapl3 genes, that encode proteins which present high sequence homology with each other. A functional study of the Gabarapl 1 protein showed that this protein is involved in the transport of receptors such as the Gabaₐ and κ-opioid receptors via its interaction with tubulin and NSF. It has been reported that the Atg8 family proteins are involved in autophagy, a mechanism of degradation and cell survival that is charactenzed by the formation of double membranes called autophagosomes. The aims of my research were, firstly, to characterize the role of the Gabarapl1 protein during autophagy and, secondly, to study its expression in cancer cell lines and cancerous tissues and its regulation in response to anti-cancer drugs. First, we showed that Gabarapl1 is cleaved in the cells by the protease Atg4B at its 116 glycine residue prior to its conjugation to phospholipids. This modified form, lipidated, is located on the surface of autophagosomes and lysosomes. We then showed that Gabarapl1 expression is reduced in many cancer cell lines, and that its expression is also altered in meningiomas. Finally, we showed that Gabarapl1 expression is regulated by proteasom€: inhibitors. Thus, our results demonstrated for the first time that the Gabarapl1 protein is associatec with autophagie vesicles and allow us to propose hypothesis for future work