Analysis of cellular mechanisms responsible for neurodegenerative diseases using the yeast Saccharomyces cerevisiae model : functional analysis of myotubularins responsible for human diseases

Analyse des mécanismes cellulaires responsables de maladies neurodégénératives dans le modèle de la levure Saccharomyces cerevisiae : analyse fonctionnelle de myotubularines responsables de pathologies humaines

Dimitri Bertazzi (1)

1 GMGM - Génétique moléculaire, génomique, microbiologie

Mutations in myotubularin (MTM) genes are responsible for neuromuscular diseases like the XLCNM (MTM1) or the CMT4B (MTMR2 & MTMR13). MTMs dephosphorylate phosphoinositides (PPIn), lipid messengers that play an essential role in the spatio-temporal regulation of critical cellular functions.The presence of 14 MTMs paralogues in Human hinders the analysis of the cellular function of a single MTM family member. The yeast Saccharomyces cerevisiae displays an intracellular organization that is similar to human cells and its genome encodes for only one myotubularin (YMR1) for which deletion mutants are available and viable.The expression of MTM1 either wild-type or mutants from patients, in yeast, shows that only phosphatase-active myotubularins induce an abnormal morphology of the lysosomal compartment and a defect in the endocytic membrane trafficking.Our results suggest that the catalytic activity of MTM1 isn’t single-handedly responsible for XLCNM but that other mecanisms, such as protein-protein interactions, could take part in the development of the disease.

Des mutations dans les gènes codant pour des myotubularines (MTM) sont responsables de maladies neuromusculaires telles que la XLCNM (MTM1) ou la CMT4 (MTMR2 & MTMR13). Les MTMs sont des phosphatases à phosphosinositides (PPIn), des messagers lipidiques essentiels pour la régulation spatio-temporelle de fonctions cellulaires vitales.La présence de 14 paralogues de MTMs chez l’Homme complique l’analyse de la fonction cellulaire d’un seul membre de la famille. La levure Saccharomyces cerevisiae, dont l’organisation cellulaire est comparable à une cellule humaine, ne compte en revanche qu’un seul homologue de MTM (YMR1), pour lequel nous disposons de mutants de délétion viables.L’expression de MTM1 sauvage ou mutants de patients dans la levure montre seules les myotubularines enzymatiquement actives induisent une morphologie anormale du compartiment lysosomal et un défaut du trafic membranaires endocytique.Nos résultats suggèrent que l’activité phosphatase de MTM1 ne serait pas à elle seule responsable de la XLCNM mais que d’autres mécanismes, tels que les interactions protéiques, pourraient prendre part au développement de la maladie.

Mots clés: Saccharomyces cerevisiae; Myotubular myopathy; XLCNM; Lipid signaling; Membrane trafficking

Mots clés: Saccharomyces cerevisiae; Myopathie; XLCNM; Signalisation lipidique; Trafic membranaire

Domaines: Rhumatologie et système ostéo-articulaire; Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]

Dimitri Bertazzi. Analyse des mécanismes cellulaires responsables de maladies neurodégénératives dans le modèle de la levure Saccharomyces cerevisiae : analyse fonctionnelle de myotubularines responsables de pathologies humaines. Rhumatologie et système ostéo-articulaire. Université de Strasbourg, 2012. Français. ⟨NNT : 2012STRAJ069⟩. ⟨tel-01070634⟩