Autophagie
Macroautophagie
Maturation des autophagosomes
Vue d'ensemble
- Vue d'ensemble du système endomembranaire
- Autophagie
- Système UPS (Système UPS (Ubiquitine-protéasome))
- Fusion et fission membranaire
- Transport membranaire
- Moteurs moléculaires
- Voies de signalisation
La maturation des autophagosomes nécessite différents processus pour que la fusion avec les différents compartiments, endosomes tardifs et lysosomes, puisse survenir.
(Figure : vetopsy.fr d'après Zhao et coll)
La maturation des autophagosomes est définie comme :
- l’élimination de toutes les protéines Atg de leur surface,
- le remplacement de PI(3)P par PI(4)P,
- l’acquisition de la machinerie de fusion, qui doit être active au bon moment, c’est-à-dire seulement après la fermeture du phagophore, pour éviter la fusion prématurée de structures incomplètes.
On peut y ajouter, comme nous le ferons (Autophagosome maturation: An epic journey from the ER to lysosomes 2019) :
- le déplacement de l'autophagosome vers le centre de la cellule,
- l'attache entre autophagosome et endosome/lysosome pour faciliter la fusion.
(Figure : vetopsy.fr d'après Lőrincz et Guhász)
Élimination des ATG
1. Les autophagosomes qui viennent d’être scellés ont encore presque toutes les protéines Atg à leur surface, qui doivent être recyclées pour être réutilisées.
Une ou plusieurs de ces protéines peuvent également agir comme inhibiteurs sur le recrutement et/ou l’activation de la machinerie de fusion.
2. L'Atg8/LC3 doit être délipidée par ATG4 et éliminée pour que la fusion puisse s'effectuer normalement (
délipidation d'Atg8 par Atg4).
Remarque : certains pensent que LC3 peut rester sur les membranes internes pour être dégradé en même temps que le contenu du lysosome, et même peut persister sur la membrane externe, ou au moins à certains endroits.
Remplacement de PI(3)P par PI(4)P
1. Le remplacement de PI(3)P par PI(4)P est nécessaire pour rendre les autophagosomes aptes à la fusion (Phosphatidylinositol-3-Phosphate Clearance Plays a Key Role in Autophagosome Completion 2013).
- PI(4)P recrute probablement la machinerie d'arrimage et de fusion de la membrane.
- PI(4)P se localise sur les feuillets cytoplasmiques, mais pas sur les feuillets luminaux de la membrane externe et interne (Phosphatidylinositol 4-phosphate on Rab7-positive autophagosomes revealed by the freeze-fracture replica labeling 2018).
2. La formation de PI(4)P pourrait être due à plusieurs processus.
a. GABARAP pourrait recruter une PI4-kinase, i.e. PI4KIIA, aux autophagosomes.
PI(4)P colocalise avec RAB7 endosomal, le partenaire contraignant de PLEKHM1, suggérant en outre un rôle important de GABARAP dans la coordination des événements de fusion des autophagosomes.
b. Ce turn-over pourrait impliquer des kinases comme PIKfiwe, qui convertit PI(3)P en PI(3,5)P2, et les PI3-phosphatases qui retirent un groupe phosphate (PI3P phosphatase activity is required for autophagosome maturation and autolysosome formation 2014).
Acquisition de la machinerie de fusion
L'acquisition de la machinerie de fusion nécessite plusieurs processus.
1. Tout d'abord, l'attache de la syntaxine 17 (STX17) sur l'autophagosome ( STX7 et autophagie).
2. Les autophagosomes, générés à des positions aléatoires dans le cytoplasme, doivent être transportés vers la région périnucléaire où se situent les endosomes tardifs (LE) et les lysosomes ( déplacement des autophagosomes).
3. Les autophagosomes doivent s'attacher aux endosomes tradifs et aux lysosomes pour préparer la fusion ( attache des autophagosomes).
Ensuite, la fusion pourra avoir lieu.
(Figure modifiée : vetopsy.fr d'après Lu et coll)
Déplacement des autophagosomes
Biologie cellulaire et moléculaireConstituants de la celluleSystème endomembranaireRéticulum endoplasmiqueAppareil de GolgiEndosomesLysosomesPeroxysomesAutophagieMacroautophagieMicroautophagieAutophagie chaperonnes (CMA)Autophagie non canoniqueProtéines ATGSystème UPS (Ubiquitine-Protéasome)Transport membranaireTrafic vésiculaireFusion/fission membranaireEndocytoseVoie sécrétoireMoteurs moléculairesVoies de signalisation