The role of endocytosis and subcellular localisation on Met receptor tyrosine kinase signal transduction and stability

• Main Author: Abella, Jasmine
• Other Authors: Morag Park (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2010
• Subjects: Biology - Molecular
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=86540

The hepatocyte growth factor (HGF)/Met receptor tyrosine kinase (RTK), regulates a wide variety of biological responses including cell migration, proliferation and invasion and deregulation of these processes can lead to cancer development. At the start of this PhD thesis, the concept that deregulation of RTKs can occur through loss of negative regulatory mechanisms, had emerged. RTKs are down-regulated through the endocytic pathway, which involves receptor ubiquitination. Work from this thesis demonstrates that uncoupling the Met RTK from Cbl-mediated ubiquitination (Met Y1003F) results in oncogenic activation of Met both in vitro and in vivo. Met ubiquitination is not required for internalization but is essential for lysosomal degradation. Loss of Met ubiquitination abrogates association with endocytic sorting machinery for degradation and leads to enhanced stability and retention of Met Y1003F within an intracellular compartment. Here, MetY1003F induces sustained activation of the Ras-MAPK pathway, required for cell transformation. Fusion of a mono-ubiquitin moiety to the C-tail of MetY1003F, is sufficient to restore engagement with endocytic machinery and down-regulation of Met and consequently inhibit sustained activation of MAPK as well as cell transformation. === Numerous modes of RTK internalisation have been identified, including clathrin mediated endocytosis, yet little is known about the signals determining which route is taken and the contribution of each to RTK signalling and stability. Work from this thesis demonstrates that Met induces and is localised to a form of membrane protrusion, called dorsal ruffles. Internalisation of Met from these protrusions delivers Met to the endocytic pathway in manner which promotes efficient degradation. I have established a requirement for the Gab1 scaffold protein for dorsal ruffle induction. Moreover, a novel Gab1-Nck complex is a common and essential requirement for dorsal ruffle formation downstream from the Met, EGF and PDGF RTKs. My data supports a role for dorsal ruffles in cell migration and epithelial morphogenesis. Met is active within dorsal ruffles and we propose that these membrane structures function as signalling microdomains in a manner similar to endosomes. Importantly, disruption of dorsal ruffles alters Met RTK signalling and biological response. These studies illustrate the critical relationship between RTK localisation and signalling and underscore the importance of understanding how receptors traffic. === Le récepteur à activité tyrosine kinase (RTK) Met (ou récepteur au HGF), régule une large variété de réponses biologiques, dont la migration, la prolifération et l'invasion cellulaires; la dérégulation de ces processus pouvant conduire au développement de cancers. Lorsque j'ai débuté cette thèse, une notion venait d'émerger selon laquelle la suractivation des RTK dans les cellules cancéreuses pouvait être la conséquence d'une perte de régulation négative. Les RTK sont négativement régulés par endocytose, un processus impliquant l'ubiquitination du récepteur. Le travail réalisé dans cette thèse démontre que le découplage entre le récepteur Met et son ubiquitination par la protéine Cbl (Met Y1003F) conduit à l'activation oncogénique de Met à la fois in vivo et in vitro. L'ubiquitination de Met n'est pas nécessaire à son internalisation, mais est essentielle à sa dégradation par le lysosome. La perte de l'ubiquitination de Met empêche son association avec la machinerie de l'endosome de triage, conduisant à une plus grande stabilité et au maintien de Met 1003F dans un compartiment intracellulaire. Met 1003F provoque alors une activation prolongée de la voie de signalisation Ras-MAPK, impliquée dans la transformation cellulaire. La fusion d'une molécule de mono-ubiquitine à l'extrémité C-terminale de Met 1003F est suffisante pour restaurer l'engagement vers la voie endocytique et la régulation négative de Met, et par conséquent inhibe l'activation prolongée de MAPK ainsi que la transformation cellulaire. fr === Plusieurs modes d'internalisation des RTKs ont été identifiés, dont l'endocytose rapide par l'entremise des clathrines. Par contre, les signaux déterminant leur choix et la contribution de chacun dans la signalisation et la stabilité des RTKs restent peu connus. J'ai identifié que Met stimule la formation de protrusions membranaires appelées "protrusions dorsales" et s'y localise. L'internalisation de Met à partir de ces protrusions permet de l'intégrer à la voie d'endocytose et de promouvoir sa dégradation de manière efficace. J'ai pu établir que la protéine d'échaffaudage Gab1 était nécessaire à l'induction de ces protrusions dorsales. De plus, j'ai identifié que la formation d'un nouveau complexe entre les protéines Gab1 et Nck est un pré-requis essentiel pour la formation de ces protrusions membranaires en aval des récepteurs Met, EGFR et PDGFR. Mes résultats montrent aussi que ces protrusions dorsales jouent un rôle dans la migration cellulaire et la morphogénèse épithéliale. Met étant actif dans ces protrusions dorsales, nous proposons ici l'idée selon laquelle ces structures membranaires fonctionnent comme des microdomaines de signalisation d'une manière similaire aux endosomes. D'ailleurs, la signalisation et la réponse biologique du récepteur Met sont altérées sans ces protrusions dorsales. Cette étude illustre le lien étroit entre la localisation des RTK et leur signalisation, et souligne l'importance d'une meilleure compréhension de la circulation intracellulaire des récepteurs. fr