Un mécanisme auparavant inconnu impliquant la protéine Scribble aide à maintenir la polarité dans les cellules, selon une étude de Northwestern Medicine publiée dans le Journal de chimie biologique.
Ce nouveau mécanisme met en lumière le réseau complexe de systèmes qui maintiennent les cellules dans la bonne direction, selon Sergey Troyanovsky, PhD, professeur de dermatologie, de biologie cellulaire et du développement et auteur principal de l’étude.
« C’est l’architecture de la cellule, comme la façon dont les bâtiments individuels se réunissent pour former toute la ville », a déclaré Troyanovsky.
La polarité cellulaire dicte une orientation pour toutes les cellules, fournissant une structure matricielle qui constitue tous les tissus du corps. Les polarités apicale et basale définissent « haut » et « bas », selon Troyanovsky.
Les cellules ont besoin de savoir de quel côté se trouvent la tête et de quel côté se trouvent les jambes, afin qu’elles soient correctement orientées dans les tissus. »
Sergey Troyanovsky, PhD, professeur de dermatologie, de biologie cellulaire et du développement, Northwestern Medicine
Cette polarité est maintenue par certaines protéines, qui siègent sur la membrane cellulaire apicale (en haut) ou basale/latérale (en bas) et se signalent les unes aux autres ou aux jonctions cellule-cellule. Cependant, on ne savait pas exactement comment ces protéines se régulent et communiquent entre elles.
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné la protéine Scribble, une protéine bien connue impliquée dans le développement de la membrane plasmique latérale. Environ un tiers de cette protéine est suffisant pour maintenir une polarité correcte des cellules, mais le mécanisme de cette activité n’était pas clair, a déclaré Troyanovsky.
À la recherche de ce mécanisme, les scientifiques ont mesuré l’étendue des interactions protéiques sur la membrane cellulaire présentes dans le Scribble fonctionnel et son mutant incapable de maintenir la polarité. La différence d’interacteurs entre ces deux protéines n’est que de cinq intéracteurs protéiques, selon l’étude. L’une de ces protéines est la protéine phosphatase 1 bien connue (PP1).
Coupes transversales de cellules exprimant les mutants fonctionnels et non fonctionnels de Scribble. Notez que le mutant fonctionnel est situé exclusivement au niveau de la membrane basolatérale des cellules, tandis que le mutant non fonctionnel est localisé dans toute la membrane.
Dans Scribble, ces cinq protéines utilisent la même interface de liaison – les mêmes acides aminés – de sorte que Scribble ne peut pas interagir avec tous les interacteurs simultanément.
« Il n’en choisit qu’un », a déclaré Troyanovsky.
L’exclusivité mutuelle de ces interactions aide Scribble à fonctionner comme un commutateur, en particulier pour la version PP1. En tant qu’enzyme importante pour l’activation des protéines, PP1 lié à Scribble est maintenu dans un état inactif. Cependant, lorsque l’une des quatre autres protéines restantes (qui sont toutes également connues pour réguler la polarité) se lie à Scribble, la PP1 active est libérée vers des sites spécifiques sur la membrane cellulaire pour déclencher une déphosphorylation de cibles spécifiques.
La phosphorylation est un régulateur important de la fonction des protéines, donc Troyanovsky et ses collaborateurs examinent maintenant l’impact en aval de ce PP1 libéré, a-t-il déclaré, recherchant son importance dans la polarité cellulaire.
Brian Mitchell, PhD, professeur agrégé de biologie cellulaire et du développement et membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de la Northwestern University, était co-auteur de l’étude.
Le travail a été soutenu par des subventions des National Institutes of Health (AR44016, AR057992 et GM0113922).
