Mechanisms of the regulated release of hormones and neurotransmitters ; role of the G proteins Rab3 and Rab27
Mécanismes de la sécrétion régulée des hormones et des neurotransmetteurs ; rôle des GTPases Rab3 et Rab27.
Résumé
Molecular bases of the calcium-dependent hormone secretion and neurotransmitter release are very similar.
During my PhD work, I focused on various aspects of secretory granules cycle using neuroendocrine cells as a model.
I particularly studied the plasma membrane neurotransmitters transporters´ contribution to the quantal size.
We demonstrated that SERT (Serotonin plasma membrane transporter) over-expression in neuroendocrine PC12 cells increases the size of the release events, and that the control of secretory granules loading is kinetic rather than thermodynamic.
These observations allowed to design a new approach to specifically measure the secretory activity of a transferred subset of cells within a population of PC12 cells.
This method allows to investigate the effect on secretory activity of any protein co-expressed with SERT.
Another part of my work was dedicated to the study of small G proteins Rabs.
These proteins regulate a large number of intercellular traffic pathways. Rab3s play a key role in late steps of neurotransmitters/hormones secretion.
Our results, obtained via electrochemical and biochemical studies, suggest that Rab3s regulate the priming step of the secretory process.
More recently, we focused on MyRIP (Myosin and Rab Interacting Protein) and on Rab27, another Rab family member that is a close relative to Rab3.
We demonstrated that MyRIP is a new Rab27-interacting partner and that both proteins associate with secretory granules. MyRIP also interacts with both myosins 7a/5a and also with actin.
Rab27 and MyRIP are thus able to tether secretory granules to the actin cytoskeleton and to control their mobility in the vicinity of the plasma membrane.
Our studies on Rab3 and Rab27 allowed us to better understand the molecular mechanisms of the process involving these G proteins. They also illustrate the diversity of functions of these proteins.
During my PhD work, I focused on various aspects of secretory granules cycle using neuroendocrine cells as a model.
I particularly studied the plasma membrane neurotransmitters transporters´ contribution to the quantal size.
We demonstrated that SERT (Serotonin plasma membrane transporter) over-expression in neuroendocrine PC12 cells increases the size of the release events, and that the control of secretory granules loading is kinetic rather than thermodynamic.
These observations allowed to design a new approach to specifically measure the secretory activity of a transferred subset of cells within a population of PC12 cells.
This method allows to investigate the effect on secretory activity of any protein co-expressed with SERT.
Another part of my work was dedicated to the study of small G proteins Rabs.
These proteins regulate a large number of intercellular traffic pathways. Rab3s play a key role in late steps of neurotransmitters/hormones secretion.
Our results, obtained via electrochemical and biochemical studies, suggest that Rab3s regulate the priming step of the secretory process.
More recently, we focused on MyRIP (Myosin and Rab Interacting Protein) and on Rab27, another Rab family member that is a close relative to Rab3.
We demonstrated that MyRIP is a new Rab27-interacting partner and that both proteins associate with secretory granules. MyRIP also interacts with both myosins 7a/5a and also with actin.
Rab27 and MyRIP are thus able to tether secretory granules to the actin cytoskeleton and to control their mobility in the vicinity of the plasma membrane.
Our studies on Rab3 and Rab27 allowed us to better understand the molecular mechanisms of the process involving these G proteins. They also illustrate the diversity of functions of these proteins.
Les bases moléculaires de la sécrétion hormonale et de la libération de neurotransmetteurs dépendantes du calcium sont très semblables. Durant ma thèse, je me suis intéressé à divers aspects du cycle des granules de sécrétion dans des modèles cellulaires neuroendocriniens. J'ai en particulier étudié la contribution des transporteurs plasmiques de neuromédiateurs à la taille du quantum de sécrétion. Nous avons démontré que la surexpression de SERT (le transporteur plasmique de recapture de la sérotonine) au sein de la lignée neuroendocrine PC12 induit une augmentation de la taille des quanta sécrétés, et que le contrôle du remplissage vésiculaire était cinétique plutôt que thermodynamique. Ces observations ont permis de développer une méthode de mesure de l'activité sécrétrice d'une sous-population transfectée des cellules PC12. Cette technique permet de quantifier l'effet d'une protéine co-transfectée avec SERT sur l'activité sécrétrice.
Une autre partie de mon travail concerne les petites GTPases Rab. Ces protéines régulent de nombreuses étapes du trafic cellulaire. Rab3 joue un rôle dans le contrôle d'étapes tardives de la neurotransmission/sécrétion d'hormones. Nos résultats, basés sur des analyses électrochimiques et biochimiques, suggèrent que Rab3 contrôlerait l'étape d'amorçage de la fusion.
Plus récemment, notre attention s'est portée sur Rab27, une Rab proche de la famille Rab3, ainsi que sur MyRIP (Myosin and Rab Interacting Protein). Nous avons montré que MyRIP est un ligand de Rab27 et que ces deux protéines sont associées aux granules de sécrétion. MyRIP interagit aussi avec les myosines 7a/5a et avec l'actine. Ainsi, Rab27 et MyRIP lient les granules au cytosquelette d'actine et contrôlent leur mobilité au voisinage de la membrane plasmique.
Nos études sur Rab3 et Rab27 ont permis de mieux comprendre les mécanismes moléculaires des processus impliquant ces GTPases, et illustrent la diversité des modes d'action de ces protéines.
Une autre partie de mon travail concerne les petites GTPases Rab. Ces protéines régulent de nombreuses étapes du trafic cellulaire. Rab3 joue un rôle dans le contrôle d'étapes tardives de la neurotransmission/sécrétion d'hormones. Nos résultats, basés sur des analyses électrochimiques et biochimiques, suggèrent que Rab3 contrôlerait l'étape d'amorçage de la fusion.
Plus récemment, notre attention s'est portée sur Rab27, une Rab proche de la famille Rab3, ainsi que sur MyRIP (Myosin and Rab Interacting Protein). Nous avons montré que MyRIP est un ligand de Rab27 et que ces deux protéines sont associées aux granules de sécrétion. MyRIP interagit aussi avec les myosines 7a/5a et avec l'actine. Ainsi, Rab27 et MyRIP lient les granules au cytosquelette d'actine et contrôlent leur mobilité au voisinage de la membrane plasmique.
Nos études sur Rab3 et Rab27 ont permis de mieux comprendre les mécanismes moléculaires des processus impliquant ces GTPases, et illustrent la diversité des modes d'action de ces protéines.