Rôle de la GTPase ARF6 dans la prolifération cellulaire

Abstract

Bien qu'elle soit vitale en conditions physiologiques, la prolifération cellulaire pourrait contribuer à la genèse et la progression de maladies graves telles que l'athérosclérose et le cancer. Dans cette étude, nous démontrons que la GTPase ARF6, connue principalement pour son rôle dans l'endocytose, le trafic membrane plasmique-endosomes et le remodelage de l'actine, contrôle la prolifération cellulaire à deux niveaux différents du cycle cellulaire soit le début de la phase G1 et la mitose. D'abord, dans un contexte cardiovasculaire, nous rapportons qu'ARF6 contrôle la production des ROS induite par l'AngII en régulant positivement l'activation de la GTPase Rac1 et l'expression de la NADPH oxydase NOX1. Les ROS agissent comme médiateurs pour favoriser la transactivation de l'EGFR et l'activation des MAP Kinases ERK1/2, p38MAPK et JNK1/2 induisant l'expression des gènes nécessaires à la transition G1/S et la prolifération. Ensuite, nous montrons qu'ARF6 joue un rôle important dans la dernière phase du cycle cellulaire, la mitose. En effet, ARF6 est nécessaire pour la stabilté des fibres-K et le bon positionnement des chromosomes au niveau de la plaque de métaphase, ce qui permet la satisfaction du SAC, l'ubiquitination de la cycline B, sa dégradation et la ségrégation chromosomique (l'anaphase). Finalement, en étudiant la voie mTOR dans les cellules déplétées en ARF6, nous avons identifié une nouvelle régulation de cette voie durant la mitose. Nous démontrons que les kinases p85S6K1 et S6K2 s'activent d'une manière dépendante de CDK1 pour phosphoryler la protéine ribosomale S6 durant la mitose.

Although it is vital in normal physiological conditions, cell proliferation, when poorly controlled, could contribute to the pathogenesis and progression of serious diseases such as atherosclerosis and cancer. In this study, we demonstrate that the GTPase ARF6, classically known for its role in endocytosis, plasma membrane-endosomal trafficking and actin remodeling, controls cell proliferation at two different levels of the cell cycle, G1 phase and mitosis. First, in a cardiovascular context, we show that ARF6 controls AngII-induced ROS production by positively regulating Rac1 activation and NOX1 expression. ROS act as mediators to promote the transactivation of EGFR and the activation of the three MAP Kinases ERK1/2, p38MAPK and JNK1/2 inducing the expression of genes required for G1/S transition and proliferation. Second, we show that ARF6 plays an important role in the last phase of the cell cycle, mitosis. Indeed, ARF6 is required for the stability of microtubules (K-fibres) and the proper positioning of chromosomes at the metaphase plate allowing SAC satisfaction, triggering of cyclin B ubiquitination, its degradation and chromosomal segregation (anaphase). Finally, by studying the mTOR pathway in ARF6 depleted cells, we characterized a new regulation of this pathway during mitosis. We demonstrate that the kinases p85S6K1 and S6K2 are activated in a CDK1-dependent manner to phosphorylate the ribosomal protein S6 during mitosis.