Séminaire externe - Robin Ketteler

 

 

Robin Ketteler

Invité par : Giulia Bertolin

L'autophagie est une réponse au stress cellulaire qui est étroitement régulée par l'activité contrôlée des gènes AuTophaGy (ATG). Une étape clé dans la formation d'un autophagosome est la conjugaison des protéines LC3/GABARAP de type ubiquitine à la phosphatidyl-éthanolamine sur la membrane des autophagosomes pour permettre la sélection de la cargaison et la fusion avec le lysosome. Les LC3/GABARAPs subissent deux étapes de traitement, le clivage protéolytique de la pro-LC3 et la dé-lipidation de la LC3-PE des autophagosomes, tous deux exécutés par des protéases à cystéine de la famille ATG4.  Afin de comprendre la fonction cellulaire des protéases ATG4, nous avons généré des cellules HeLa knockout par édition du génome CRISPR/Cas9 et avons étudié la redondance des membres de la famille ATG4 dans l'autophagie. Les cellules dépourvues d'ATG4B présentent un défaut grave mais incomplet dans le traitement de LC3/GABARAP et l'autophagie. Par une déplétion génétique supplémentaire des isoformes ATG4, nous découvrons que les ATG4A, ATG4C et ATGD contribuent tous à une activité protéolytique résiduelle, qui est suffisante pour permettre la lipidation de GABARAPL1 sur les autophagosomes. De plus, nous démontrons que les conjugués protéiques marqués avec LC3/GABARAP s'accumulent dans les cellules ATG4 knockout, ce qui constitue un nouveau type de modification post-traductionnelle des protéines de type ubiquitine. Afin de comprendre la régulation des ATG4 par des mécanismes post-traductionnels, nous avons effectué un criblage génomique fonctionnel en utilisant des bibliothèques d'ADNc, de siRNA et de CRISPR/guideRNA ciblant le kinome humain. Nous avons identifié que la kinase d'autophagie ULK1 peut se lier à ATG4B et le phosphoryler, ce qui entraîne la phosphorylation de la sérine 316 à proximité du site de reconnaissance du substrat actif. La phosphorylation de ce résidu entraîne l'inhibition de son activité catalytique in vitro et in vivo. D'autre part, la phosphatase PP2A-PP2R3B peut supprimer cette phosphorylation inhibitrice. Nous proposons que les activités opposées de la phosphorylation médiée par ULK1 et de la dé-phosphorylation médiée par PP2A fournissent un phospho-switch qui régule l'activité cellulaire d'ATG4B pour contrôler la transformation et la dé-lipidation des LC3.