Etude des mécanismes de régulation de l'équipement enzymatique mitochondrial lors de la croissance de la levure S. cerevisiae (rôle des protéines kinases dépendantes de l'AMPc)

Abstract

La voie AMPc contribue à l'ajustement des mitochondries à la demande énergétique lors de la croissance sur substrat non fermentescible. La sous-unité catalytique de la protéine kinase AMPc dépendante de la levure S. cerevisiae existe sous 3 isoformes codées par les gènes TPK. Nous avons montré que la protéine Tpk3p joue un rôle majeur dans la maintenance de l'équipement enzymatique mitochondrial lors de la croissance. Nous avons étudié les mécanismes moléculaires de cette signalisation et nous avons montré que l'absence de la protéine Tpk3p entraîne une augmentation de la production mitochondriale de ROS. Celle-ci semble affecter la biogenèse mitochondriale que nous avons estimé en mesurant l'activité des facteurs de transcription HAP2,3,4,5 impliqués dans la transcription de nombreux gènes mitochondriaux. Cette altération provoque une diminution de l'équipement enzymatique, réversible lors de l'ajout d'antioxydant. La diminution de l'activité du complexe HAP entraîne des modifications mitochondriales à l'origine d'une production de ROS encore plus importante. Afin de déterminer l'origine du processus d'ajustement des mitochondries à la demande énergétique, nous avons utilisé un autre modèle en incubant dans un milieu de "resting-cell" des levures prélevées lors d'une croissance. L'étude réalisée en absence de croissance suggère une modification de l'état stationnaire du fonctionnement des oxydations phosphorylantes sans une modification quantitative des mitochondries. A partir de ces données préliminaires nous pouvons émettre l'hypothèse que l'ajustement quantitatif des mitochondries lors de la croissance nécessite prolifération cellulaire.In yeast, cAMP pathway contributes to the mitochondrial adjustment to energy demand during growth on non-fermentable carbon source. cAMP-dependent protein kinase catalytic subunits are encoded by 3 different TPK genes. We showed that the Tpk3p plays a major role in the maintenance of optimal mitochondrial amount in response to energy demand. We investigated the molecular mechanisms and we have shown that lack of Tpk3p leads to an increase in mitochondrial ROS production. In order to demonstrate whether the decrease in amount of mitochondria was linked to a decrease in mitochondrial biogenesis, we assessed the activity of the Hap2/3/4/5p transcription factor which is known to be necessary for transcriptional activation of many mitochondrial genes. We show that ROS should be responsible for a decrease in Hap activity, which in turn leads to mitochondrial modifications. This generates a vicious circle which can be restored by using antioxidant, since modifications are responsible for more ROS production. cAMP pathway contributes to the adjustment of mitochondria to the energy demand by modulating the amount of mitochondria. In order to determine the origin of this adjustment we use another approach, we take cells in proliferation state and we arrest proliferation by transferring cells into a resting medium. Using various strains, our preliminary data show that regulation is identical regardless of the strain, involves a modification of the mitochondrial steady state respiration and there is no mitochondrial amount modification. We can hypothesis on these facts that mitochondrial amount adjustment during growth, needs cell proliferation in order to drops mitochondrial amount.BORDEAUX2-BU Santé (330632101) / SudocSudocFranceF