Avancée majeure dans la compréhension des dynamiques des membranes internes d’une cellule animale
L’équipe de Jean-Claude Twizere (Laboratory of Viral Interactomes, GIGA-MBD), en collaboration avec 5 autres laboratoires du GIGA, ainsi que plusieurs équipes belges et internationales, publie une étude dans Science Advances qui pourrait constituer une avancée majeure dans la compréhension des dynamiques internes d’une cellule animale.
Le Reticulum Endoplasmique (RE) est l’organite le plus large dans la cellule eucaryote. Cet organite structurellement organisé en vaste réseau membranaire a été observé pour la première fois dans les années 1950, par Porter et Palade, en utilisant de la microscopie électronique. Ce n’est que récemment, en 2010 (Shibata et al. Cell 143, 774-788) et en 2017 (Powers et al. Nature 543, 257-260) que les protéines constitutives de ce réseau ont été identifiées. Cependant, comme le RE adapte son architecture en fonction de l’état cellulaire, le contrôle de cette dynamique restait flou.
Dans cette étude, Despoina Kerselidou, doctorante dans la laboratoire de Jean-Claude Twizere, montre que la glycosyltransférase exostosine-1 (EXT1), une enzyme impliquée dans la polymérisation des glycans sur des protéines décollant la membrane cellulaire, est aussi un régulateur clé de la morphologie et de la dynamique du RE.
Grâce à des techniques d’ingénierie génétique, de microscopie électronique et à super-résolution, et une série d'analyses -omiques complexes, ces équipes ont montré que lorsque l'on diminue artificiellement l'expression de la protéine EXT1, cela affecte la morphologie du RE en provoquant une extension de la taille de son réseau membranaire. Ces changements phénotypiques, qui résultent d’une reprogrammation des réactions de N-glycosylation, augmentent considérablement l’activité métabolique de la cellule.
Cette étude pourrait avoir des implications tant dans le domaine médical, avec la compréhension de diverses maladies comme certains cancers et l’Alzheimer dans lesquelles les dynamiques du RE sont affectées, que dans le domaine des biotechnologies cherchant à optimiser la productivité des cellules animales. La reprogrammation de la N-glycosylation observée dans le RE pourrait notamment impacter la production de protéines recombinantes, de vecteurs viraux thérapeutiques et de vaccins basés sur des plateformes adénoviraux. Comme l'illustre l'actuelle pandémie de Covid19, la capacité insuffisante de production de cellules animales constitue une limite à leur utilisation industrielle à large échelle.
Reference
Despoina Kerselidou, Bushra Saeed Dohai, David R Nelson, Sarah Daakour, Nicolas De Cock, Zahra Al Oula Hassoun, Dae-Kyum Kim, Julien Olivet, Diana C El Assal, Ashish Jaiswal, Amnah Alzahmi, Deeya Saha, Charlotte Pain, Filip Matthijssens, Pierre Lemaitre, Michael Herfs, Julien Chapuis, Bart Ghesquiere, Didier Vertommen, Verena Kriechbaumer, Kèvin Knoops, Carmen Lopez-Iglesias, Marc van Zandvoort, Jean-Charles Lambert, Julien Hanson, Christophe Desmet, Marc Thiry, Kyle J Lauersen, Marc Vidal, Pieter Van Vlierberghe, Franck Dequiedt, Kourosh Salehi-Ashtiani, Jean-Claude Twizere
Sci Adv. 2021 May 7;7(19):eabe8349. doi: 10.1126/sciadv.abe8349. Print 2021 May.
