Fonctions d’AP-1 dans la régulation de la voie Notch et de la polarité cellulaire – APiNotch

La division asymétrique est un processus biologique conservé grâce auquel la diversité est générée lors du développement des métazoaires. Les travaux menés par notre équipe visent à comprendre comment une cellule mère peut générer deux cellules filles aux destins différents en utilisant la drosophile comme organisme modèle. Le modèle d’étude est la division asymétrique de précurseurs neuraux appelés précurseurs des organes mécanosensoriels (POS). Ces derniers subissent quatre divisions cellulaires asymétriques successives. L’identité des cellules filles issues de chaque division repose sur l’activation différentielle de la voie de communication intercellulaire Delta-Notch. Le récepteur Notch est activé par le ligand Delta présent à la surface de la cellule adjacente qui adopte l’identité cellule émettrice du signal. A chaque division, les déterminants d’identité cellulaires Numb et Neuralized (Neur) ségrégent de façon inégale dans la future cellule émettrice du signal. Numb est une protéine d’endocytose qui interagit avec Notch et Sanpodo, une protéine à 4 domaines transmembranaires requise à l’activation de Notch lors des divisions cellulaires asymétriques. L’endocytose de Sanpodo et/ou de Notch provoquerait l’inactivation de la voie dans les cellules héritant Numb. Neur agit dans la cellule émettrice du signal pour réguler l’endocytose et l’activité de signalisation de Delta. Les mécanismes par lesquels Neur régule l’activité de Delta demeurent mal compris. La nature de l’activation du ligand ainsi que la localisation subcellulaire où les ligands sont, après endocytose, recyclés pour pouvoir interagir avec Notch et produire un signal demeurent inconnus. De façon analogue, dans la cellule réceptrice du signal, l’endocytose de Notch exerce des rôles positifs et négatifs en fonction du contexte. Notre recherche vise à comprendre comment le trafic intracellulaire contribue au contrôle spatio-temporel de la voie de signalisation Notch.
Nous avons initié un crible génétique qui a conduit à l’identification de nouveaux régulateurs potentiels de la voie Notch. Parmi eux, se trouve le complexe adaptateur de la clathrine AP-1. Chez les mammifères, AP-1 est impliqué dans la biogénèse des organelles apparentées aux lysosomes et dans l’adressage de protéines transmembranaires vers le pôle basolatéral des cellules épithéliales. Nous avons montré que chez la drosophile AP-1, localisé au niveau du réseau trans-Golgien et des endosomes de recyclage, régule négativement la voie de signalisation Notch. L’inactivation d’AP-1 entraîne l’activation du récepteur Notch dépendante du ligand Delta. La perte de fonction d’AP-1 provoque l’accumulation de Sanpodo au pôle apical des cellules épithéliales ainsi que la stabilisation de Notch et de Sanpodo à la jonction entre les deux cellules filles des POS, au niveau de la DE-Cadhérine. L’endocytose et le recyclage de Delta vers la jonction ne requérant pas AP-1, nous proposons que ce domaine riche en E-Cadherine servirait de plateforme de signalisation de Notch. Ce projet de recherche à pour objet d’investiguer les mécanismes moléculaires par lesquels AP-1 régule la voie de signalisation Notch. Nos objectifs sont de :
1- identifier le site et le mode d’action du complexe AP-1 par microscopie confocale en dynamique et électronique. Nous proposons de développer la corrélation entre la microscopie optique et électronique.
2- de caractériser de nouveaux interacteurs d’AP-1 identifiés par des approches génétiques et biochimiques (mécanismes moléculaires d’action)
3- établir le(s) lien(s) entre le domaine jonctionel enrichi en E-Cadhérine et la signalisation Notch (plateforme de signalisation)
Pour atteindre ces objectifs, nous proposons d’associer la puissances des outils génétiques disponibles chez Drosophila melanogaster à des techniques de pointe de biologie cellulaire.