The role of Cep78 and NPHP5 in centrosome homeostasis

Le centrosome est une organelle microtubulaire composée de deux centrioles entourés d'un électron dense en matière protéinique appelé matrice pericentriolaire.Les deux centrioles de chaque centrosome, identifiés mère et fille, se distinguent par la présence d'appendices distaux et subdistaux chez le centriole mère.Les appendices distaux sont impliqués dans l'arrimage du corps basal à la membrane cellulaire précédant la ciliogénèse.Les appendices subdistaux sont importants pour l'arrimage et la nucléation des microtubules et, on s ait depuis peu, qu'ils sont aussi impliqués dans la ciliogénèse.Le rôle du centrosome est d'organiser les microtubules dans la cellule, régulant ainsi la forme, la motilité, la polarité et la migration cellulaire, tout en agissant comme modèle pour la formation des cils.Les cils sont des protusions filiformes situées à la surface de la membrane cellulaire qui facilitent la fluidité et la mobilité cellulaire ou qui participent aux mécanismes de signalisation cellulaire selon le type et la nature des cils.On sait que plusieurs maladies comme le cancer, la microcéphalie et les ciliopathies sont causées par des anomalies des centrosomes ou de s cils.Une meilleure connaissance de l'assemblage et du fonctionnement des centrosomes et des cils pourraient nous aider à mieux comprendre les maladies causées par les mutations des protéines de ces organelles.Bien que plus d'un millier de protéines centrosomales aient été identifiées, leur rôle précis n'a pas encore été complètement caractérisé.Ici, j'ai caractérisé les fonctions de deux protéines centrosomales : Cep78 et NPHP5.Cep78 avait préalablement été identifiée comme une nouvelle composante centrosomale sans fonction précise.J'ai démontré que Cep78 se situe à l 'extrémité distale du centriole, ce q ui permet de croire qu'elle occupe une fonction biologique importante dans cette région du c entrosome.De plus, Cep78 interagit avec VprBP/DCAF1, qui est la sous-unité de reconnaissance de substrat de l'ubiquitine E3 ligase CRL4 VprBP de type RING, et de l'ubiquitine E3 ligase EDD-DYRK2-DDB1 VprBP de type HECT.De plus, Cep78 se fixe spécifiquement à EDD-DYRK2-DDB1 VprBP , où EDD-DYRK2-DDB1 VprBP ubiquitine et dégrade le substrat CP110 nouvellement identifié.On sait que CP110 couvre l'extrémité distale du centriole et réprime l'allongement du centriole.Cep78 inhibe de préférence l'activité d'ubiquitination de EDD-DYRK2-DDB1 VprBP , ce qui entraîne la diminution d'ubiquitination de CP110.De plus, l'expression de EDD-DYRK2-DDB1 VprBP ou la déplétion de Cep78 favorise l'allongement du centriole, un phénotype similaire XI à la perte de CP110.Par conséquent, nous avons trouvé que Cep78 joue un r ôle dans l'homéostasie centrosomale en régulant l'ubiquitination du substrat EDD-DYRK2-DDB1 VprBP .Au préalable, il a été démontré que la protéine accessoire du HIV-1 protéine virale R (Vpr) interagit avec VprBP.Puisque VprBP agit comme sous-unité de reconnaissance du substrat des deux types d'ubiquitine ligases E3 indiquées ci-dessus, j'ai tenté de savoir si Vpr interagissait spécifiquement avec EDD-DYRK2-DDB1 VprBP dans le centrosome.À la suite de ces travaux, j'ai constaté que Vpr interagit avec Cep78 dans le centrosome par le biais d'EDD-DYRK2-DDB1 VprBP ubiquitine ligase E3.De plus, j'ai démontré que Vpr et son partenaire VprBP augmentent l'ubiquitination et la dégradation du substrat endogène CP110 préalablement caractérisé sans affecter le non-substrat de CEP78.Aussi, la perte de CP110 provoquée par Vpr peut être compensée par l'expression de Cep78.L'infection des cellules-T par le HIV-1 de type naturel entraîne la dégradation de CP110, ce qui favorise l'allongement des centrioles.De plus, l'allongement du c entriole causé par la perte de CP110 augmente la nucléation du m icrotubule dans le centrosome.On sait que le microtubule favorise la mobilité du HIV-1 à l'intérieur de la cellule.Par conséquent, nos recherches suggèrent que Cep78 pourrait neutraliser les effets du HIV-1 et serait impliquée dans la modulation de la pathogénèse virale.Enfin, j'ai me suis concentré sur NPHP5, une protéine distale du centriole, encore peu connue.Auparavant, il a été démontré que NPHP5 est impliquée dans la régulation des premières phases de la ciliogénèse.Durant la phase initiale de la ciliogénèse, le centriole mère se différentie en une sustructure spécialisée appelée corps basal, alors que les appendices distaux et appendices subdistaux sont respectivement transformées en fibres de transition et pieds basaux.Pour déterminer si NPHP5 est impliquée dans le processus de conversion sus-mentionné, j'ai tenté de définir la position exacte de NPHP5 par microscopie à super-résolution, et j'ai découvert que NPHP5 se trouve à la fois dans les appendices subdistaux et les pieds basaux.En l'absence de NPHP5, les pieds basaux ne sont pas assemblés correctement, alors que l'assemblage des appendices subdistaux n'est pas affecté.J'ai aussi confirmé le lien étroit entre NPHP5 et les protéines des pieds basaux par test de ligature de proximité.Enfin, j'ai observé une corrélation positive entre l'assemblage des pieds basaux et la ciliogénèse, ce q ui suggère que ces deux événements sont liés.

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