Evi ZAREMBA - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Study of cationic amino acid transport at the yeast vacuolar membrane: identification of the main transporters and physiological role"
Résumé:

Comme la levure évolue dans un environnement dynamique,  sa vacuole joue un rôle central dans son adaptation en stockant les nutriments abondants et en recyclant les composés intracellulaires lors des carences. Parmi les éléments stockés dans la vacuole, il y a les acides aminés cationiques protéinogènes : l’arginine, la lysine et l’histidine. Cependant, les protéines impliquées dans le transport vacuolaire des acides aminés cationiques et leurs fonctions physiologiques sont encore des sujets d’étude.

Le premier objectif de ce travail doctoral était d’identifier les principaux transporteurs vacuolaires de lysine. Nous avons montré que Vsb1 est le principal importateur et fonctionnerait comme un antiporteur de protons, tandis que Ypq1 est le principal exportateur. Ce dernier pourrait fonctionner comme un facilitateur dont le sens de transport dépend du gradient de concentration de la lysine. En condition d’abondance nutritive, la lysine est stockée dans la vacuole et ce stock alimente la synthèse protéique. Lors d’une carence en lysine, le stock vacuolaire est mobilisé afin de maintenir une croissance résiduelle. Nous avons également généré un modèle structural de Vsb1 qui a apporté des arguments supplémentaires en faveur de son rôle de transporteur et fourni des informations sur son mécanisme d’action.

Le second objectif faisait suite à une observation : lors d’une carence azotée, les concentrations de tous les acides aminés diminuent, sauf celle de la lysine qui augmente. Nous avons montré que cette accumulation est principalement due à l’autophagie et une séquestration par les polyphosphates vacuolaires. Nous proposons que ce stockage vacuolaire soit une stratégie de résistance à la toxicité observée de la lysine. Nous avons montré que la lysine extracellulaire doit entrer dans la cellule pour exercer son effet toxique, tandis que son stockage vacuolaire améliore la tolérance cellulaire. Nous avons également observé un effet toxique de l’ajout de lysine à une culture en carence azotée, ce qui renforce notre l’hypothèse.

En conclusion, ce travail apporte de nouvelles connaissances sur le transport vacuolaire des acides aminés cationiques et met en évidence la vacuole comme un organite dynamique impliqué dans l’homéostasie des acides aminés. Il révèle également un rôle protecteur de la séquestration vacuolaire face à la toxicité de la lysine. De plus, la conservation des fonctions entre la vacuole de levure et les lysosomes des mammifères souligne la pertinence de la levure comme organisme modèle.