Mitose, Division cellulaire, Membranes, Phosphoinositides, Site de contact membranaire (SCM), ORP3, VAPA, Protéine de transfert de lipides

La division cellulaire, aussi appelée mitose chez les eucaryotes, doit transmettre un génome sain aux cellules filles. Des défauts de ségrégation de l'ADN peuvent aboutir à la mort cellulaire ou au cancer. En mitose, le cytosquelette joue un rôle essentiel pour réguler la forme de la cellule, ses propriétés mécaniques, et participe à la ségrégation des organites et chromosomes entre cellules filles. L'action du cytosquelette est régulée par son ancrage à la membrane plasmique, notamment aux phosphoinositides (PIs) tels que le PI(4,5)P2. En mitose, la distribution du PI(4,5)P2 à la membrane plasmique est cruciale pour centrer et aligner le fuseau mitotique. En cytokinèse, le PI(4,5)P2 ancre le cytosquelette d'actomyosine au pont cytoplasmique, puis est hydrolysé, permettant la séparation entre les cellules filles. A ce jour, les seuls régulateurs connus du PI(4,5)P2 à la membrane plasmique en mitose sont les kinases et phosphatases, qui respectivement phosphorylent et déphosphoryles les phosphoinositides membranaires. Mon projet propose un nouveau mode de régulation du PI(4,5)P2 en mitose par les protéines de transfert de lipides. Ces protéines transportent des lipides d'une membrane donneuse à une membrane cible, au niveau de sites de contact membranaire (SCM). Les SCM consistent en l'apposition des membranes de deux organites, permettant les échanges moléculaires entre eux sans vésicule. Le réticulum endoplasmique (RE) est très fréquemment impliqué dans ces contacts, ce qui permet notamment le transfert calcium dont il est le lieu de stockage intracellulaire ou de lipides, dont il est le lieu de synthèse principal. Nous nous sommes intéressés à la protéine de transport de lipide ORP3, qui lie le PI(4,5)P2 à la membrane plasmique et transfère le PI4P de la membrane plasmique au RE. Nous avons émis l'hypothèse qu'ORP3 régule le PI(4,5)P2 à la membrane plasmique, en transportant son substrat, le PI4P. Pour tester cette hypothèse, j'ai généré en cellules HeLa des lignées déplétées pour la protéine ORP3 (ORP3 KO et ORP3 KD). J'ai montré qu'en l'absence d'ORP3, le fuseau mitotique, essentiel à la ségrégation des chromosomes, est perturbé. J'ai montré que via sa fonction de transport du PI4P, ORP3 régule indirectement le niveau de PI(4,5)P2, dont il est un senseur à la membrane plasmique en interphase et en mitose. J'ai également étudié l'importance des domaines de localisation de ORP3 par sauvetage phénotypique. ORP3 possède deux domaines de localisation au RE : un domaine canonique (FFAT) et un domaine non canonique (Phospho-FFAT). J'ai montré que ces deux domaines sont essentiels pour la fonction de ORP3 en mitose. Ces domaines permettent le recrutement de ORP3 au RE en mitose de manière dépendante de VAPA. Mes travaux de thèse démontrent qu'ORP3 est essentielle en mitose pour la régulation des phosphoinositides à la membrane plasmique.