Studies on the role of the Extended-Synaptotagmin Gene Family in vivo

• Main Author: Mishra, Prakash
• Other Authors: Moss, Tom
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Université Laval 2015
• Subjects: Synaptotagmines
• Online Access: http://hdl.handle.net/20.500.11794/26016

La signalisation cellulaire est un processus fondamental par lequel les organismes multicellulaires assurent un développement normal et maintiennent leur homéostasie. La communication entre les divers organites joue un rôle crucial en ce sens. Les sites de contact membranaires (SCM), régions de proche apposition entre deux organites (environ 20 nm), sont importants dans le maintien de la communication inter-organite. Une étude minutieuse de cette communication est indispensable pour comprendre certains fascinants mystères de la nature. Récemment, les protéines apparentées aux synaptotagmines (ESyt) ont été identifiées comme étant des protéines résidentes au niveau du Réticulum Endoplasmique (RE) et impliquées dans le maintien des sites de contact entre le RE et la Membrane Plasmique (RE-PM). Trois protéines appartiennent à cette famille, dénommées ESyt1-3. Celles-ci sont également impliquées dans la reconnaissance des récepteurs conduisant à l’endocytose du récepteur et la signalisation en aval. Dans ce manuscrit, nous présentons l’interaction des ESyt avec FGFR1-4, EGFR ainsi que le récepteur MET et proposons que les ESyt interagissent avec de nombreux récepteurs tyrosine-kinases (RTK). Nous avons montré que les membres de la famille ESyt (ESyt1, ESyt2a et ESyt2b (variant d’épissage) et ESyt3) sont capables d'homo- et hétéro-dimérisé via leurs séquences proximales à, ou chevauchantes leur domaine transmembranaire (TM) (a.a. 88 à 138). De plus, il a été montré que l'interaction de ESyt2 avec FGFR1 est dépendante de l'état actif du récepteur. Cependant, l'autophosphorylation du récepteur ou son activation catalytique per se ne sont pas requises. Le site de liaison à ESyt2 sur FGFR1 est proche du site de liaison à l'ATP au sein du lobe supérieur du domaine catalytique du récepteur. Il devient accessible lorsque la boucle d'activation est déplacée dans sa conformation active. Le site d'interaction sur ESyt2 se situe dans la même région que la séquence nécessaire à la dimérisation de ESyt (a.a 88 à 138) et ne requière pas le domaine SMP adjacent. Finalement, nous montrons que la perte de ESyt2 et Esyt3 n’affecte ni le développement ni la viabilité chez la souris, malgré que la migration cellulaire et la survie sont affectées suite à des stress in vitro. === Cellular signaling is one of the fundamental process by which multicellular organisms maintain their normal development and homeostasis. Inter-organelle communication plays a crucial role in governing such processes. Membrane contact sites (MCS), a region where two organelles come in close proximity (within ≈20nm), helps in maintaining the inter-organelle communication. A thorough study of inter-organelle communication is required to understand some of the wonderful mysteries of nature. Recently Extended Synaptotagmin-like proteins (ESyts) have been found to be Endoplasmic Reticulum (ER) resident proteins that have been attributed the function of maintaining the ER-Plasma Membrane (ER-PM) contact sites. Three proteins belong to this family, namely ESyt1 to 3. Further, ESyts have been implicated in receptor recognition, receptor endocytosis and downstream signaling. Here I present the interaction of ESyts with FGFR1-4, EGFR and the MET receptor and propose that ESyts interact with a broad range of receptor tyrosine kinases (RTKs). The members of ESyt family (ESyt1, ESyt2a and ESyt2b (spliced variants), and ESyt3) are shown to homo- and heterodimerize via sequences proximal or overlapping their transmembrane domains (TM) (a.a. 88 to 138). It is shown that the interaction of ESyt2 with FGFR1 is dependent on the active state of the receptor. In contrast, neither receptor autophosphorylation nor catalytic activation per se is required. Rather, the interaction depends upon the active conformation of the receptor catalytic domain. The ESyt2 binding site on FGFR1 lies close to its ATP binding fold within the upper lobe of the receptor catalytic domain and is revealed when the receptor activation loop is displaced into the active conformation. The interaction site on ESyt2 lies within the same sequences that are required for ESyt dimerization (a.a. 88 to 138) and does not require the adjacent SMP homology domain. Finally, it is shown that the loss of ESyt2 and ESyt3 does not affect mouse development or viability. However, in vitro cell migration and survival under stress are affected.