GPI anchored proteins identify gel-like lipid domains in the membrane of the Endoplasmic Reticulum

Identification de domaines lipidiques dans les membranes du réticulum endoplasmique grâce aux protéines à ancre GPI Les cellules eucaryotes sont par définition composées de différents compartiments qui assurent chacun des fonctions spécifiques. Cette spécificité est la conséquence des différences dans les compositions en protéines et en lipides de ces compartiments. Les lipides ne constituent pas seulement une barrière physique entre les compartiments, jouant également un rôle clé dans de nombreux mécanismes. Les lipides permettent notamment l’organisation des protéines insérées dans les membranes, pouvant ainsi favoriser le regroupement de ces protéines dans des zones restreintes. Ces domaines lipidiques ont été largement décrit à la membrane plasmique, à l’inverse des membranes intracellulaires. Pourtant la capacité des lipides à former des domaines au sein des membranes est exploitée lors du transport intracellulaire des protéines à ancre glycosylphosphatidylinositol (GPI). Ces protéines ont la particularité d’être ancrées à la membrane via leur ancrage au GPI, un phospholipide conjugué à des sucres. Dans les cellules polarisées, il a été montré qu’avant leur export vers la membrane plasmique, les protéines à ancre GPI sont accumulées dans des domaines lipidiques rigides présents dans l’appareil de Golgi. Ce regroupement permet l’adressage de protéines vers le bon pôle de la cellule. Ce mécanisme met en évidence le rôle de domaine lipidiques au sein des membranes intracellulaire, mais l’étude de tels domaines restent complexes, notamment du fait de la difficulté à marquer et suivre les lipides. Bien que des sondes lipidiques existent, elles partagent des inconvénients. La plupart des sondes reposent sur la liaison d’une molécule fluorescente à des lipides, soit en ciblant les groupements polaires exposés à la surface des membranes soit en interagissant directement avec le cœur hydrophobe des membranes. Les premières ne peuvent ainsi cibler que les lipides porteurs d’un groupement spécifique, tandis que les secondes impliquent l’insertion de lipides ectopiques dans les membranes, modifiant ainsi leur propriété. De plus, les sondes hydrophobes sont également soumises à la diffusion des lipides et sont ainsi transportées à travers la cellule, ne permettant donc pas d’étudier les lipides dans un compartiment spécifique. Au cours de ce projet nous avons mis au point un senseur capable de suivre la dynamique des lipides au sein de membranes du réticulum. Grâce au système RUSH (Retention Using Selective Hooks) qui permettant la synchronisation du transport de protéines, nous avons retenu des protéines ancres GPI dans les RE. Ce senseur, nous a permis de suivre dans le RE non seulement des protéines à ancre GPI mais également les lipides auquel ces protéines sont ancrées. Nous avons ainsi étudié l’effet d’une augmentation de la rigidité des membranes sur les membranes du RE. En réponse à une augmentation de la saturation des membranes, nous avons observé la formation de domaines contenant les GPI dans le RE uniquement. Cet effet est potentialisé par une diminution de la température, qui induit également une diminution de la rigidité. Nous avons pu caractériser ces domaines, montrant qu’ils restaient connectés au reste du RE, mais qu’aucune diffusion n’était possible au sein de ces domaines. Etonnement, l’apparition de ces domaines ne perturbent ni l’organisation, ni les fonctions du RE, laissant penser que ces domaines pourraient constituer une réponse permettant de préserver la fluidité des membranes du RE en réponse à une augmentation de la rigidité.