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La recherche montre comment les cils et l'exocyst contribuent à la production extracellulaire de vésicule

Bien que le cil ait été connu aux scientifiques pendant plus de 100 années, c'est tout récemment qu'il a été reconnu pour jouer des rôles majeurs en physiologie. Pratiquement chaque cellule a un cil primaire qui fonctionne aux sens écoulement de fluide, communique les signes chimiques à d'autres cellules et règle la croissance des cellules. Les défectuosités dans le fonctionnement des cils mènent à une classe des ciliopathies appelés des maladies, qui comprennent la maladie rénale polycystic, la dyskinésie ciliaire primaire et le syndrome de Bardet-Biedl.

Les vésicules extracellulaires (EVs), transporteurs liés par membrane avec les cargaisons complexes qui comprennent des protéines, des lipides et des acides nucléiques, fonctionnement dans la transmission cellulaire interurbaine, mais comment les cils contribuent à la production d'EV étaient précédemment peu claires en communauté scientifique. Les travaux récents des chercheurs à l'université de la Caroline du Sud médicale (MUSC), en ligne publié le 6 novembre par le tourillon de la biochimie, prouvent que les cils primaires produisent approximativement de 60% du petit EVs produit par des cellules de tubule rénal et que la manipulation de la longueur de cil affecte la production d'EVs. En outre, la teneur en protéines d'EVs est très différente selon la longueur des cils.

Depuis de nombreuses années, la pensée EVs de gens a représenté un système d'enlèvement des ordures - une voie pour que la cellule se débarasse des choses qu'il n'a pas eues besoin. Mais je pense qu'il est assez clair que petit (50-150nm) EVs représentent un des mécanismes principaux de signalisation de la cellule. C'est la première démonstration réelle en cellules mammifères que les ectosomes, EVs ont produites par les cils primaires par opposition aux exosomes, qui sont EVs qui sont assimilé dans la taille mais forment dans les fuselages multivesicular de la cellule, sont si importante. »

Joshua H. Lipschutz, M.D., Arthur V. Williams Chair et directeur de la Division de Nephology à MUSC

Un des éléments clé du ciliogenesis - le procédé de produire d'un cil - est l'exocyst, un composé de huit-protéine qui est hautement économisé et a été découvert la première fois en levure. Les anciens travaux ont montré cette perte de la composante complexe 5 (EXOC5), une d'exocyst des huit protéines qui ne composent l'exocyst, les causes sous très peu ou aucun cil à produire. Réciproquement, l'expression accrue d'EXOC5 fait rallonger les cils.

Dans leur travail actuel, Lipschutz et collègues ont pris ces un peu plus de caractéristiques et ont examiné la cotisation de l'exocyst à la production d'EV. Ils trois groupes comparés de cellules : cellules normales de rein, cellules de rein qui ont détruit EXOC5 et cellules de rein qui effectuent plus d'EXOC5 que la normale. Chacun des trois de ces groupes était sensiblement différent les uns des autres. Les cellules qu'EXOC5 perdu a eu les cils très courts ou absents et aussi a produit moins EVs. D'autre part, les cellules qui ont effectué plus d'EXOC5 ont eu de plus longs cils et produisentes sensiblement plus d'EVs. L'analyse de la teneur en protéines de l'EVs qui ont été effectuées dans ces conditions variées a montré des différences spectaculaires, qui propose que la capacité pour des ces EVs de signaler à d'autres cellules ait été différente en chaque condition.

Les chercheurs ont alors augmenté leur travail. Ils ont produit des cellules de rein qui avaient détruit l'expression de la protéine de transport intraflagellar 88 (IFT88), une protéine qui est également exigée pour la formation correcte de cil. Ces cellules ont de nouveau révélé une diminution de production d'EV comme cela vu dans des conditions où EXOC5 était réduit. En conclusion, les chercheurs ont effectué une souris avec EXOC5 épuisé particulièrement en cellules de rein de tube contourné proximal et ont prouvé qu'EVs a isolé dans l'urine de ces souris a eu une teneur en protéines différente que l'EVs des souris normales, avec plusieurs des mêmes changements observés des lignées cellulaires.

« La chose passionnante et étonnante est que tellement on du petit EVs semblent être des ectosomes parce que les cils composent juste 0,2% de la membrane cellulaire pourtant sont l'un des gestionnaires principaux de la production d'EV, » dit Lipschutz.

En résumé, Lipschutz et collègues ont lié la présence et la longueur des cils primaires mammifères à la production d'EV. La perte d'EXOC5 ou d'IFT88 a eu comme conséquence des cils plus courts qui ont produit moins EVs, alors que la présence de plus d'EXOC5 avait comme conséquence de plus longs cils qui ont produit plus d'EVs. D'une manière primordiale, les protéines qui ont été trouvées dans les ces EVs varié étaient très différentes. Ceci a des implications importantes pour la transmission intercellulaire qui n'est pas limitée au rein.

« Ces ectosomes sont non seulement dans l'urine, mais ils sont également susceptibles dans le sang et peuvent jouer un rôle dans la biologie de beaucoup de systèmes, y compris le cancer, » dit Lipschutz.

Puisque la plupart des cellules ont un cil primaire, les défectuosités dans les cils peuvent affecter beaucoup de différents types de tissu. À l'avenir, Lipschutz planification pour fonctionner avec d'autres chercheurs à MUSC pour examiner EVs en d'autres tissus avec les cils nuis, y compris l'oeil et les tissus cardiaques.

« Ces organelles, qu'il y a 20 ans de gens écrivaient étaient les maintiens évolutionnaires, comme l'appendice des organelles, non seulement sont mechano- et chemosensors mais sont également impliquées en effectuant une part importante de l'EVs qui sont centralement impliqués dans la signalisation de cellules, » dit Lipschutz. « Je pense que nous découvrons des choses de plus en plus que les cils, qui contiennent entre 500 et 1000 protéines, font et comment ils importants sont. »

Source:
Journal reference:

Zuo, X., et al. (2019) Primary cilia and the exocyst are linked to urinary extracellular vesicle production and content. Journal of Biological Chemistry. doi.org/10.1074/jbc.RA119.009297.