Characterization of arrestin clan members in Dictyostelium discoideum : study of the protein AdcA and its partner FrmC
Caractérisation des membres du clan arrestine chez l'amibe Dictyostelium discoideum : Etude de la protéine AdcA et de son partenaire FrmC
Résumé
The arrestin clan represents a large group of adaptor proteins which includes the canonical arrestins - β-arrestins and visual arrestins – well described for their role in the regulation of membrane receptors coupled to heterotrimeric G-proteins and associated signaling as well as arrestin-like proteins identified more recently that seem to share functions in the regulation and trafficking of membrane cargoes. This work focused on the study of the arrestin-like protein AdcA of Dictyostelium discoideum, to determine the functional role of this atypical member. In addition to the arrestin module common to all the members of the arrestin family, AdcA harbors a FYVE domain responsible for its association to the endocytic pathway, a C-terminal tyrosine-rich domain and an N-terminal extension rich in histidine residues mediating its oligomerization. I have established that AdcA responds to a variety of stresses such as hyperosmolarity by a massive multi-phosphorylation of the protein. Sensitivity of AdcA to changes in F-actin polymerization status suggests a link between the signaling cascade leading to AdcA phosphorylation and the actin cytoskeleton. In conditions of moderate stress, AdcA response is transient and its dephosphorylation depends on the transcription factor STATc and correlates with cell adaptation to the stress conditions. This post-translational modification of AdcA could modulate its activity and optimitize the cell response to stress. In parallel, the functional characterization of a partner of AdcA, the protein FrmC, has been undertaken. This so-far uncharacterized protein presents a multimodular structure with a FERM domain able to bind F-actin in vitro and several leucine-rich repeats (LRR). I have shown that FrmC is recruited to the plasma membrane and is involved in cell-substrate adhesion. In addition, disruption of FrmC affects cell adaptation and AdcA response in conditions of hyperosmotic stress.
Le clan « arrestine » est une superfamille de protéines adaptatrices regroupant les arrestines conventionnelles (β-arrestines et arrestines visuelles), bien décrites pour leur rôle dans la régulation des récepteurs membranaires couplés aux protéines G hétéro-trimériques et la signalisation associée et des protéines de type arrestin-like identifiées plus récemment, qui semblent partager des fonctions communes dans la régulation et le trafic de cargos membranaires. Ce travail de thèse a porté sur l'étude de la protéine arrestin-like AdcA de Dictyostelium discoideum dans l'objectif d'en définir le rôle fonctionnel. En plus de son module arrestine, caractéristique de cette famille de protéines, AdcA possède un domaine FYVE qui permet son association à la voie endocytaire, un domaine C-terminal riche en tyrosines et un domaine N-terminal riche en histidines impliqué dans son oligomérisation. Mes travaux ont permis d'établir que la protéine AdcA répond à des stress de natures diverses dont l'hyper-osmolarité, par une multi-phosphorylation massive, notamment au niveau du domaine N-terminal. La sensibilité d'AdcA à la dépolymérisation du réseau d'actine suggère un lien fonctionnel entre le cytosquelette d'actine et la cascade de signalisation menant à la phosphorylation de la protéine. En conditions de stress modéré, la phosphorylation d'AdcA est transitoire et sa déphosphorylation, en partie dépendante du facteur de transcription STATc, corrèle avec l'adaptation des cellules aux conditions de stress. Cette modification post-traductionnelle transitoire pourrait permettre de contrôler l'activité d'AdcA et d'optimiser la réponse des cellules au stress. Parallèlement, la caractérisation fonctionnelle d'un partenaire d'AdcA, la protéine FrmC, a été entreprise. FrmC est une nouvelle protéine, encore non caractérisée, présentant plusieurs domaines fonctionnels dont un domaine FERM capable de lier l'actine in vitro et un domaine à motifs LRR. Mes travaux ont notamment mis en évidence que FrmC est recrutée à la membrane plasmique et joue un rôle dans l'adhésion cellulaire. Par ailleurs, l'absence de FrmC affecte l'adaptation des cellules et la réponse d'AdcA en situation de stress hyper-osmotique.
Origine : Version validée par le jury (STAR)