Contrôle de la fonction mitochondriale par un mécanisme d'endocytose Rab4b-dependant – EndoMitR

Nous avons utilisé diverses sondes fluorescentes en cytométrie spectrale en flux pour évaluer les fonctions mitochondriales, RNAseq pour identifier les gènes dépendants de Rab4b, microscopie électronique pour caractériser les différences dans les endosomes et les mitochondries. Nous avons développé un modèle de souris pour purifier efficacement les mitochondries de T exprimant ou non Rab4b pour la protéomique et la métabolomique. Nous avons établi un modèle KI de souris pour ajouter une étiquette à l'extrémité N-terminale de Rab4b afin d'étudier par super résolution et microscopie électronique la localisation de Rab4b endogène concernant les endosomes et les mitochondries dans les cellules primaires.

Les deux modèles murins ont été établis et validés. Nous avons constaté que l'absence de Rab4b a un impact sur la respiration mitochondriale. Nous avons mis en place la procédure pour purifier les mitochondries à partir de lymphocytes T exprimant ou non Rab4b. Nous obtenons les résultats du RNAseq et avons identifié les gènes mitochondriaux différentiellement exprimés de manière dépendante de Rab4b. Nous avons obtenu nos premiers résultats sur la localisation intracellulaire de Rab4b. Des expérimentations sont en cours pour répondre à toutes nos questions

Notre projet est un projet de recherche fondamentale en biologie cellulaire dans le sous-domaine de l'interaction inter-organite pour l'homéostasie cellulaire. Il devrait apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur le rôle de l'endocytose pour le contrôle des fonctions mitochondriales. L'originalité dans le domaine est d'étudier une cellule primaire dans des contextes physiologiques alors que le plus souvent, les études dans ce domaine utilisent des lignées cellulaires cancéreuses de laboratoire qui ont un métabolisme anormal. Nous obtiendrons ainsi des résultats sans facteurs de confusion liés à des processus non physiologiques. Les cellules primaires étudiées étant des lymphocytes T, nos travaux pourraient avoir un impact dans les domaines de l'immunologie et/ou de l'immunométabolisme. Les souris MITO-Tag_Rab4bfl/fl peuvent être un outil pour des études dans d'autres domaines. En particulier, nous prévoyons de les partager avec des équipes travaillant en neurosciences car Rab4b est fortement exprimé dans le cerveau, il interagit avec le complexe GARP qui est muté dans un modèle murin de sclérose latérale amyotrophique et a été impliqué dans des troubles dépressifs majeurs.
Le développement de la souche de souris exprimant de manière endogène SNAP-Rab4b offrira de nombreuses opportunités pour répondre à des questions supplémentaires en biologie cellulaire et en pathologies.

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Les mitochondries, fournisseur d'énergie des cellules eucaryotes, doivent adapter leurs fonctions à l'environnement, mais les mécanismes impliqués ne sont que partiellement connus. Comme l'endocytose est un processus clé pour informer la cellule sur son environnement, nous faisons l'hypothèse que des régulateurs du trafic endosomal sont impliqués dans l'homéostasie mitochondriale. Nos travaux préliminaires indiquent que la GTPase Rab4b, une Rab endosomale impliquée dans le tri à partir des endosomes précoces, est un bon candidat pour cette fonction. En effet, nous avons montré que dans les lymphocytes T, cellules pour lesquelles la plasticité mitochondriale est cruciale pour adapter leur fonction à l’environnement, la protéine Rab4b est cruciale pour leur différenciation et est nécessaire à la respiration mitochondriale. De façon importante, l’absence de Rab4b ne mime pas les effets de l’absence d’autres Rabs endosomales sur les mitochondries. Les objectifs du projet EndoMitR sont donc 1) de caractériser les défauts mitochondriaux dans les cellules déficientes en Rab4b 2) d’identifier les processus dépendants de Rab4b qui contrôlent les mitochondries. Pour répondre à ces objectifs, nous avons établi une lignée de souris pour augmenter la fiabilité et l’efficacité des études sur les mitochondries dans les cellules T et construit le projet EndoMitR basée à la fois sur des expériences dérivées d’hypothèses et des études sans a priori. Ce projet rassemble des experts de la biologie cellulaire des processus d’endocytose et de la fonction mitochondriale et de l'imagerie multi-échelles des organelles cellulaires. Il permettra de générer de nouvelles lignées de souris et des données de omics qui seront partagées avec la communité scientifique. Le projet EndoMitR devrait apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur le rôle de l'endocytose dans le contrôle des fonctions mitochondriales avec des répercussions dans les domaines de l'immunologie et / ou de l'immuno-métabolisme.