Un nouveau régulateur de la boussole cellulaire
Quelle que soit l’espèce animale considérée, un aspect essentiel de l’embryogénèse est la régulation précise des mouvements cellulaires qui vont déterminer la forme de l’embryon. Dans ce contexte, la voie de signalisation dite de « Polarité Cellulaire Planaire » (PCP) fournit une véritable boussole biologique qui permet aux cellules de s’orienter dans l’espace. Les scientifiques viennent d’établir que la protéine Mindbomb1 (Mib1) joue un rôle essentiel dans le contrôle des mouvements cellulaires au cours du développement embryonnaire du poisson zèbre, via la voie PCP. Leurs résultats sont publiés dans la revue eLife.
Plusieurs composants de la voie de Polarité Cellulaire Planaire (PCP) sont des protéines transmembranaires présentes à la surface des cellules. Ces protéines présentent un domaine extracellulaire qui interagit avec des cellules avoisinantes, mais également un domaine intracellulaire qui permet de relayer l’information au sein de la cellule. Afin de permettre un bon développement embryonnaire, il est essentiel que l’abondance de ces protéines à la surface des cellules soit étroitement contrôlée. Un des mécanismes utilisés pour assurer ce contrôle est l’endocytose, c’est-à-dire l’internalisation de molécules transmembranaires dans des vésicules intracellulaires.
Ces travaux chez le poisson zèbre montrent que la protéine Mindbomb1 (Mib1) agit comme régulateur essentiel de l’endocytose de Ryk, un composant de la voie PCP. Chez le poisson zèbre comme chez de nombreuses autres espèces animales, la signalisation PCP est requise pour permettre l’élongation du corps de l’embryon selon l’axe antéro-postérieur, c’est-à-dire de la tête à la queue. Les expériences montrent que dans des embryons dépourvus de la fonction de Mib1, cette élongation antéro-postérieure est réduite, donnant ainsi naissance à des animaux plus « trapus ». Des analyses cellulaires et moléculaires indiquent que Mib1 est nécessaire pour permettre l’internalisation de la protéine transmembranaire Ryk dans des vésicules d’endocytose dont la présence est essentielle pour la signalisation PCP.
Alors qu’un grand nombre d’études avaient impliqué Mib1 dans la détermination de l’identité cellulaire, ces travaux établissent pour la première fois un nouveau rôle de ce facteur dans le contrôle des mouvements cellulaires au cours du développement embryonnaire du poisson zèbre. La fonction de la voie PCP ne se limite cependant pas au développement embryonnaire. En effet, des dérégulations de cette même voie jouent également un rôle important dans la migration de cellules tumorales. Il serait intéressant de déterminer si le mécanisme ainsi découvert chez le poisson zèbre contrôle également le comportement de cellules tumorales humaines.
Figure : La signalisation par la voie de Polarité Cellulaire Planaire (PCP) implique plusieurs protéines ancrées à la membrane plasmique, dont la protéine transmembranaire Ryk qui participe à la signalisation par le facteur sécrété Wnt5b. L’activité de Mindbomb1 (Mib1) permet d’attacher l’Ubiquitine (Ubi), une petite protéine régulatrice à des molécules cibles. En couplant l’Ubiquitine à Ryk, Mib1 dirige l’internalisation de Ryk à partir de la membrane plasmique et permet ainsi la signalisation PCP. L’inactivation de Mib1 réduit les mouvements cellulaires nécessaires pour l’élongation de l’embryon et augmente ainsi la largeur des tissus (image de droite).
Pour en savoir plus :
The E3 ubiquitin ligase mindbomb1 controls planar cell polarity-dependent convergent extension movements during zebrafish gastrulation
Vishnu Muraleedharan Saraswathy, Akshai Janardhana Kurup, Priyanka Sharma, Sophie Polès, Morgane Poulain , Maximilian Fürthauer
eLife 10 février 2022 DOI: 10.7554/eLife.71928
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