Comment la cellule « sait-elle » quelle partie de la membrane recycler?

Un papier publié cette semaine dans Nature me semble particulièrement interessant. Lors de l’endocytose, une partie de la membrane se détache et forme une vésicule qui forme ensuite un endosome. Si vous avez fait l’exercice sur le mécanisme de l’endocytose du fer, vous avez pu démontrer que cette vésicule fusionnait ensuite avec d’autres et notamment avec le lysosome. Il y a ensuite un recyclage des récepteurs, ceux-ci retournant à la membrane. Cependant, cette endocytose permet aussi de dégrader les protéines défectueuses ou ne devant plus être exprimées à la surface de la membrane plasmique. Ainsi, se pose la question suivante : au sein d’un endosome, certaines parties de membrane retournent à la membrane plasmique alors que d’autres parties sont détruites (détruisant les lipides défectueux et les protéines à détruire) : comment cette identification des parties, cette route est-elle spécifiée?

Kettel

Le papier de Kettel démontre que ce sont les lipides de la famille des phosphoinositols qui permettant ce routage.
Les membranes des endosomes contiennent du PiP3 (en bleu sur le schéma). Au cours de la maturation de ces endosomes, ces derniers sont triés en fonction du sort des protéines qu’ils continnent. Dans les porptions de membranes qui contiennent des récepteurs à dégrader (récepteur EGFR sur le schéma) le PiP3 est converti en un autre lipides, le Pi(3,5)P2 (la membrane est en jaune sur le schéma) ce qui conduit à la dégradation de cette partie de membrane puisqu’on voit qu’elle se trouve alors dans l’endosome qui va donc réaliser sa digestion. Les régions qui sont destinés à etre remises en place au niveau de la membrane comme ceux présentant les récepteurs cargo permettant l’endocytose du fer voit leur PiP3 membranaires modifiés par l’action successive de 2 enzymes : MTM1 enlève un phosphate du PiP3 puis PI4K2A ajoute un phosphate en position 4 formant ainsi du Pi4P (la membrane est représentée en rouge sur le schéma : ceci permet la spécification d’un routage vers la membrane plasmique.
Là où ce point est particulièrement interessant, c’est qu’une maladie génétique de type myopathie est causé par la mutation de MTM1 ce qui entraine au niveau du muscle un mauvais recyclage de certaines protéines membranaires, notamment de celles qui sont impliquées dans la cascade chargées de convertir le potentiel de récepteur en effet biolgique.


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