Rôle de la GTPase Rab6 dans la sécrétion polarisée au cours du développement du néocortex – RAPID

L’appareil de Golgi est un élément central de la voie de biosynthèse/sécrétion : il assure non seulement l’ajout de modifications post-traductionnelles aux protéines solubles et transmembranaires mais également le tri et l’envoi de ces molécules vers des compartiments spécifiques et/ou la membrane plasmique. Les petites GTPases de la famille des RAB sont des protéines essentielles pour la régulation du transport intracellulaire dans les cellules eucaryotes et RAB6 est la plus abondante au niveau de l’appareil de Golgi. On trouve trois isoformes majoritaires de RAB6 chez les mammifères : RAB6A/A’ qui sont issues d’épissage alternatif et exprimées de manière ubiquitaire et RAB6B, codée par un gène distinct et exprimée quasi essentiellement dans le cerveau.
Nous avons récemment montré, à l’aide d’un outil permettant la sécrétion induite et synchronisée de protéines cargos d’intérêt, que RAB6A/A’ et le cytosquelette de microtubules restreignent la sécrétion vers les adhésions focales dans des cellules non polarisées. De plus, les vésicules post-Golgiennes transportant ces cargos, et ce quelle que soit leur nature, sont toujours positives pour RAB6, ce qui semble démontrer son rôle général voire universel dans la sécrétion post-Golgienne. Cependant, comment RAB6 régule ces mécanismes de sécrétion dans un système polarisé tel qu’une cellule épithéliale n’est pas connu.
Pour répondre à cette question, nous allons étudier le transport polarisé dans les cellules de la glie radiaire (aRG), les cellules souches du néocortex en développement, et ce in vivo. Chez la souris, les cellules RG donnent naissance à tous les neurones corticaux, à la grande majorité des cellules gliales ainsi qu’aux cellules souches adultes. Ces cellules neuroépithéliales ont une morphologie particulière puisque très longues et polarisées, présentant un prolongement basal qui s’étend jusqu’à la surface piale du cerveau et un prolongement apical en contact avec la surface ventriculaire. Ces longues extensions font de ce type cellulaire un modèle de choix pour l’étude du transport polarisé.
Nous avons déjà mis au point un modèle murin doublement invalidé génétiquement pour RAB6A/A’ et RAB6B. Nous avons également optimisé nos méthodes d’imagerie de manière à pouvoir filmer des événements rapides tels que le mouvement de vésicules RAB6 et la croissance des extrémités + des microtubules à haute résolution dans des coupes épaisses de cerveau embryonnaire murin.
La première partie de ce projet nous permettra d’identifier la machinerie moléculaire assurant le transport de déterminants apicaux, de l’appareil de Golgi, situé dans la partie la plus basale de la fibre apicale, vers la surface apicale. Nous caractériserons ensuite le rôle que joue le complexe RAB6-BicD-Dynéine dans le transport des protéines de polarité apicale que sont Crumbs et N-Cadhérine dans les cellules RG et étudier son importance pour le maintien de la polarité cellulaire épithéliale.
Dans la seconde partie, nous étudierons les mécanismes de sécrétion basale des composants de la matrice extracellulaire (ECM) via des structures de nature golgienne que nous avons identifiées au sein de la fibre basale des cellules RG. Nous analyserons leur rôle de stations assurant la sécrétion localisée de molécules de l’ECM au cours du développement cérébral et étudierons l’implication de RAB6 dans ces mécanismes.
Nous sommes persuadés que les cellules RG font un excellent modèle pour l’étude de la sécrétion polarisée. Ce travail permettra tout d’abord de mieux comprendre la machinerie moléculaire permettant d’assurer le maintien et la régulation de la polarité cellulaire apicale. Il mettra également à jour une nouvelle fonction de l’appareil de Golgi dans la sécrétion locale de composants de la matrice extracellulaire qui est absolument essentielle au bon développement du cerveau.