Rôle de la protéine G Cdc42p et de son facteur d'échange Cdc24p dans la fusion cellulaire, au cours de la reproduction sexuée de la levure Saccharomyces cerevisiae

Abstract

La croissance polarisée est un processus fondamental chez les eucaryotes, qui fait intervenir des protéines conservées de la levure à l'homme, notamment les protéines G de type Rho et leurs régulateurs. Cdc42 joue un rôle essentiel dans le contrôle de l'établissement et du maintien de la polarité cellulaire. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, Cdc42p possède un seul facteur d'échange, Cdc24p. Cdc42p et Cdc24p sont nécessaires pour l'orientation de la croissance pendant la conjugaison. L'objectif de ce travail de thèse est d'identifier d'autres fonctions de Cdc24p et de comprendre comment Cdc24p contrôle l'activation de Cdc42p, au cours de ce processus. A cette fin, nous avons identifié et caractérisé des mutants de cdc24 et de cdc42 spécifiquement déficients dans la conjugaison, en particulier cdc24-m6 et cdc42[V36M]. Ces mutants répondent normalement aux phéromones et orientent leur croissance en direction du partenaire, mais ont un défaut dans l'étape de fusion, ils accumulent les prézygotes. cdc24-m6 et cdc42[V36M] sont incapables de localiser une protéine requise pour la fusion, au niveau de la zone de contact entre les deux cellules, en dépit d'une exocytose normale. Nous avons pu établir que la fonction de Cdc42p dans la fusion ne fait pas intervenir la cascade des MAPKs et que Cdc42[V36M]p est capable d'interagir avec les effecteurs à domaine CRIB. La surexpression de Cdc24p dans les cellules cdc42[V36M], et de Cdc42[C18A]p (mutant " fast-cycling ") dans cdc24-m6, permet de compenser partiellement les défauts de fusion de ces mutants. Nos résultats indiquent que l'oscillation de Cdc42p entre les formes liées au GDP et au GTP est nécessaire à la fusion cellulaire, peut-être en activant ou en localisant la machinerie de fusion au site de contact.Polarized growth is a fundamental process in eukaryotic cells, which requires proteins conserved between yeast and mammals such as Rho GTPases and their regulators. Cdc42 plays a central role in controlling the establishment and maintenance of cell polarity. In the yeast, Saccharomyces cerevisiae, Cdc42p is activated by the guanine nucleotide exchange factor, Cdc24p. Cdc42p and Cdc24p are required for oriented growth during yeast mating. The goal of this study is to identify additional functions of Cdc24p and to understand how Cdc24p controls Cdc42p activation during this process. We identified and characterized two mating specific cdc24 and cdc42 mutants, cdc24-m6 and cdc42[V36M]. These mutants respond normally to pheromone and orient their growth towards a mating partner, yet are defective in cell fusion and accumulate prezygotes. cdc24-m6 and cdc42[V36M] cells do not correctly localize a protein required for cell fusion, to the cell contact region, despite normal exocytosis. This function of Cdc42p in cell fusion does not require the MAPK cascade, and furthermore Cdc42[V36M]p is able to bind CRIB domain containing effectors. Overexpression of Cdc24p in cdc42[V36M] cells, and overexpression of fast cycling Cdc42[C18A]p in cdc24-m6 cells, partially suppressed their fusion defects. Together, our results show that Cdc42p GDP/GTP cycling is necessary for cell fusion, perhaps in activating or localizing the fusion machinery at the site of cell contact. We have identified a new function of the Cdc42p GTPase module in polarization of the fusion machinery during yeast mating and we suggest that Cdc42p cycling might be regulated during cell fusion.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF