Rôle de l’Annexine 2 sur le réarrangement des lipides membranaires au cours de la différenciation des cellules épithéliales
Résumé
L’Annexine 2 (Ax2) est une protéine cytosolique qui a la capacité de fixer les membranes de manière dépendante du calcium via les phospholipides anioniques (PS, PI, PG…). Du point de vue structural, elle est composée de 2 domaines : le domaine coeur, constitué de 4 motifs répétés, chacun contenant un site de liaison au calcium permettant la fixation à la membrane et le domaine N-terminal qui permet la liaison avec la S100A10, son principal partenaire, avec laquelle elle forme un hétérotétramère. L’Ax2 joue un rôle dans de nombreux processus cellulaires comme le trafic intracellulaire, la stabilisation des microdomaines, la régulation du cytosquelette et la formation des jonctions cellulaires.
Nous nous sommes intéressés au rôle de l’Ax2 dans la formation des jonctions adhérentes dans les cellules épithéliales. Dans les cellules indifférenciées, l’Ax2 est cytosolique puis au cours de la différenciation, elle s’associe à la membrane plasmique. Nous savons qu’elle joue un rôle important dans ce processus car son extinction par des ARNi empêche la formation des jonctions adhérentes et la localisation de la E-cadhérine à la membrane.
L’objectif de mon projet a été d’étudier le rôle de l’Ax2 dans le réarrangement des lipides membranaires au cours de la différenciation des cellules épithéliales. Pour cela, dans un premier temps, nous avons purifié par fractionnement subcellulaire les membranes enrichies en Ax2 puis nous les avons caractérisés par des analyses protéiques et lipidiques. Trois pics membranaires enrichis en Ax2 ont été détectés dans les cellules différenciées et indifférenciées.
Premièrement, nous avons montré un mouvement de l’Ax2 du pic 1 (riche en éléments du cytosquelette) des cellules indifférenciées vers le pic 2 dans les cellules différenciées (riche en cavéoline 1 et ezrine). De plus, une différence de fluidité et de composition lipidique a été observée selon les pics membranaires et selon l’état de différenciation des cellules. Dans un second temps, afin de comprendre le rôle de l’Ax2 sur ces membranes, nous avons testé l’hypothèse selon laquelle l’Ax2 lors de son mouvement au cours de la différenciation permettrait une réorganisation des lipides et influencerait la fluidité des membranes. Pour cela, par des tests in vitro en spectrofluorescence sur des membranes biologiques et modèles, nous avons montré que l’Ax2 a un effet rigidifiant sur ces membranes en présence de calcium et que cet effet varie selon la température et la composition lipidique.
Enfin, une approche structurale nous a permis d’étudier l’organisation de la protéine lors de sa liaison et de la formation de ponts membranaires en présence ou en absence de calcium et à pH acide. Nous avons montré que la protéine s’organise différemment dans ces conditions :
- En absence de calcium, elle acquiert une conformation étirée (le dimère S100A10 se trouverait entre 2 molécules d’Ax2 et en contact avec la membrane).
- En présence de calcium, elle peut prendre deux conformations, soit fermée (le dimère de S100A10 au centre du complexe entre deux molécules d’Ax2) au niveau des ponts membranaires, soit ouverte (S100A10 accessible à l’extérieur) en dehors des ponts membranaires ce qui rend accessible la S100A10 aux ligands et expliquerait le rôle de l’Ax2 tétramérique dans la régulation de certaines protéines membranaire comme les canaux ioniques.
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Biologie cellulaire
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