Mise en page 1

Un symposium international organisé par
l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie
25-26 MAI 2010
MONTRÉAL
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Trafic vésiculaire et
signalisation cellulaire
Les dernières percées dans
le domaine du trafic vésiculaire
et de la signalisation cellulaire
Au cours des dernières années, le trafic intracellulaire est apparu comme étant l’un des principaux régulateurs de
différents mécanismes de signalisation cellulaire. Les remarquables progrès réalisés en microscopie ont permis de
mener des recherches approfondies sur son rôle dans diverses voies de signalisation. Le symposium, organisé par
l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie de l’Université de Montréal, se veut une occasion pour
les sommités du domaine de présenter à leurs pairs des données récentes sur les mécanismes moléculaires qui
sous-tendent le transport vésiculaire et le rôle qu’ils jouent dans le développement des organismes pluricellulaires
et dans les processus morbides.
Programme final
MARDI 25 MAI
PENIN8 h 45
Mot d’ouverture
Guy Sauvageau, chef de la direction et directeur scientifique, Institut de recherche en immunologie et
en cancérologie de l’Université de Montréal
SESSION 1 : MÉCANISMES MOLÉCULAIRES DU TRANSPORT VÉSICULAIRE
9h
Dynamics of Endocytosis
Tomas Kirchhausen, professeur de biologie cellulaire, Harvard Medical School, et chercheur principal,
Programme de médecine moléculaire et cellulaire, Children’s Hospital Boston / Immune Disease Institute
L’utilisation de méthodes de visualisation à haute résolution très pointues et de techniques d’imagerie
dynamique par fluorescence appliquée à la cellule vivante permet de mieux comprendre les mécanismes
qui entrent en jeu dans la communication de la cellule avec son environnement, dans l’invasion par des
pathogènes et l’infection virale, dans le contrôle de la croissance cellulaire et la cancérogenèse, et dans
la biogenèse des organites. En combinant de telles techniques, Tomas Kirchhausen se propose de créer des
films qui illustrent, à l’échelle moléculaire, le fonctionnement de la machinerie chargée de contrôler ce type
d’interactions intracellulaires soigneusement orchestrées. Il présentera une perspective intégrée de la
régulation de la machinerie de la clathrine, qui participe à la voie d’endocytose classique. Cette perspective
est basée sur de récentes données fournies par des clichés (cryomicroscopie électronique / tomographie et
reconstruction tridimensionnelle de particules isolées, cristallographie aux rayons X) et l’imagerie dynamique
(vidéomicroscopie de fluorescence appliquée à des cellules vivantes). Il montrera aussi comment ces données
sont utilisées pour guider des études en biologie cellulaire et en biochimie et des études mécanistiques.
9 h 40
Unraveling Mechanisms of Endocytic Membrane Traffic
Shawn M. Ferguson, chercheur associé (professeur adjoint le 1er juillet 2010), département de biologie
cellulaire, Yale University School of Medicine
Shawn Ferguson fera le point sur les progrès réalisés dans l’étude du rôle joué par les voies d’endocytose
faisant intervenir la dynamine dans le transport et la signalisation membranaires qui contribuent à la
fonction neuronale. Il montrera par ailleurs comment l’équipe de Pietro de Camilli a utilisé les phénotypes
et les structures intermédiaires (vésicule bourgeonnante recouverte de clathrine et col entouré par la
dynamine) de l’endocytose observés chez des souris ayant subi une inactivation conditionnelle (conditional
knockout) du gène de la dynamine, afin de créer des modèles permettant d’expliquer les actions coordonnées
du cytosquelette d’actine et des protéines favorisant la courbure de la membrane lors de l’endocytose.
10 h 20
Vps35 Mediates Vesicle Transport Between the Mitochondria and Peroxisomes
Emélie Braschi, doctorante avec Heidi McBride, département de biochimie, microbiologie et
immunologie, Faculté de médecine et Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa
10 h 35
Pause
Représentation artistique d’un cerveau de larve de Drosophile
11 h
Multivesicular Endosome Biogenesis
Jean Gruenberg, professeur, département de biochimie, Université de Genève
Les molécules membranaires qui sont destinées à être dégradées dans les lysosomes après endocytose,
en particulier les récepteurs activés, sont triées et transportées dans des vésicules qui bourgeonnent dans la
lumière des endosomes multivésiculaires naissants – un processus qui se déroule à l’opposé d’autres mécanismes
de transport membranaire sur le plan topologique. Les vésicules internes sont ensuite transportées vers les
lysosomes où elles sont dégradées avec leur chargement de récepteurs. Jean Gruenberg abordera dans sa
présentation les mécanismes moléculaires qui contrôlent la biogenèse des endosomes multivésiculaires, ainsi
que le rôle de ces endosomes dans le transport intracellulaire, les infections et la signalisation.
11 h 40
A Global View of Endocytic Recycling
Elizabeth Conibear, professeure agrégée de génétique médicale, Université de la Colombie-Britannique,
et scientifique, Centre for Molecular Medicine and Therapeutics, Child and Family Research Institute
L’endocytose et le recyclage des récepteurs sont contrôlés par un réseau protéique comprenant entre
autres la clathrine, des protéines adaptatrices et des protéines régulant le cytosquelette d’actine. L’équipe
d’Elizabeth Conibear a lié une enzyme codée par un rapporteur à Snc1, un homologue des gènes codant
pour les synaptobrévines, afin d’identifier de manière systématique les gènes qui commandent le recyclage
par endocytose chez la levure. Elle a découvert que la clathrine et la protéine adaptatrice AP80 de la levure
interviennent spécifiquement dans l’internalisation de Snc1. Elle a aussi identifié deux nouvelles protéines
qui entrent en jeu dans différentes étapes de la voie de recyclage par endocytose.
12 h 20
Déjeuner et séance de communications affichées
SESSION 2 : TRAFIC VÉSICULAIRE DANS LE SYSTÈME IMMUNITAIRE
14 h
Controlling Innate Immune Response through the ER and the Golgi Apparatus
Marc Servant, professeur agrégé de pharmacologie, Faculté de pharmacie, Université de Montréal
TRAF3 est un médiateur central de l’induction de la production d’interférons de type I en réponse
à la présence d’ARN double brin dans le milieu intracellulaire. L’équipe de Marc Servant a identifié deux
nouvelles protéines qui interagissent avec TRAF3, soit Sec16A et p115. Ces deux protéines font partie du
système de transport vésiculaire en partance du réticulum endoplasmique (RE) vers l’appareil de Golgi.
L’équipe a démontré que TRAF3 est localisé dans les vésicules de transport RE-Golgi et se comporte comme
une protéine du réseau cis-golgien. La déplétion de p115 ou de Sec16A perturbe la localisation de TRAF3
au niveau du réseau cis-golgien et altère la production d’interférons de type I en réponse à la transfection
d’ARN double brin. Inversement, la surexpression de Sec16A ou de p115 accroît l’activation de l’interféron-β,
d’ISG56 et de promoteurs dépendants de NF-κB déclenchée par une infection virale. Par ailleurs, l’équipe de
Marc Servant a mis en évidence la colocalisation de TRAF3 et de TRADD au niveau du réseau cis-golgien, et
l’interaction de TRAF3 avec la protéine Sec61β du complexe de translocation, qui est dépendante de Sec5.
Globalement, les données recueillies semblent indiquer qu’à la suite d’une infection virale, la localisation de
TRAF3 dans les vésicules de transport RE-Golgi est nécessaire au déclenchement d’une réponse immunitaire
dépendante de l’interaction RLH (RIG-I-Like Helicases)-Cardif optimale. Les résultats des travaux de
Marc Servant et de son équipe mettent également en avant le rôle que pourrait jouer l’exocyste dans
la réponse immunitaire innée.
Chambres d’œuf de Drosophile
PENIN14 h 40
Bidirectional Vesicular Traffic at the Center of Cytotoxic Immunological Synapses
Eric O. Long, Unité de recherche en immunogénétique, chef de la section d’immunologie moléculaire
et cellulaire, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health
La destruction d’une cellule cible par un lymphocyte T cytotoxique passe par la polarisation des granules sécrétoires du lymphocyte, également appelés « granules cytolytiques », et la libération de leur contenu vers la cellule
cible, un processus appelé « dégranulation ». Des cellules NK (pour natural killer; cellules tueuses naturelles) ont
été observées en temps réel par microscopie de fluorescence par réflexion interne totale (TIRFM). On a ajouté
ces cellules sur des bicouches lipidiques artificielles planes qui portaient des ligands spécifiques des récepteurs
responsables de leur activation afin de déclencher leur dégranulation. Après exocytose, on a observé une accumulation de la protéine LAMP-1 dans un compartiment endosomal présent au centre de la synapse immune,
plutôt qu’une diffusion sur toute la membrane plasmique. Pour que la ségrégation des ligands soit adéquate et
que les protéines LAMP-1 soient recyclées dans un compartiment central intracellulaire, l’intégrine LFA-1 doit se
lier au ligand ICAM-1 de la bicouche lipidique. Les compartiments lysosomiaux ont atteint la membrane cellulaire en des points adjacents au compartiment central contenant les protéines LAMP-1. Le fait que les processus
d’exocytose et d’endocytose soient limités à un espace restreint serait un mécanisme efficace utilisé par les
lymphocytes T cytotoxiques pour recycler les membranes lysosomiales et réapprovisionner leurs stocks de
granules cytolytiques.
15 h 20
Effect of HIV-1 Infection on Phagocytosis by Macrophages, a Role for Nef
in Focal Exocytosis
Julie Mazzolini, doctorante avec Florence Niedergang, Institut Cochin, département de biologie cellulaire
et interactions hôtes pathogènes, équipe Phagocytose et invasion bactérienne, Université René Descartes
15 h 35
16 h
Pause
Cellular Trafficking and Antigen Presentation
Michel Desjardins, titulaire de la chaire de recherche du Canada en microbiologie cellulaire et professeur,
département de pathologie et biologie cellulaire, Faculté de médecine, Université de Montréal
Le trafic intracellulaire joue un rôle crucial aussi bien dans l’immunité innée que dans l’immunité acquise.
La phagocytose des agents pathogènes au niveau des foyers d’infection constitue l’une des premières réponses
naturelles de l’organisme à l’infection. L’interaction des phagosomes avec divers organites permet la destruction
des agents pathogènes internalisés et l’apprêtement de leurs antigènes, et contribue ainsi au déclenchement d’une
réponse immunitaire adaptative à long terme. Les interactions complexes entre les organites au cours de
l’autophagie jouent également un rôle clé dans la présentation des peptides viraux.
16 h 40
A Global Analysis of MHC Class II Antigen presentation
Jacques Neefjes, directeur adjoint de la recherche, Netherlands Cancer Institute, et professeur,
University of Leiden
Les molécules du CMH de classe II présentent aux cellules immunitaires les fragments protéiques avec
lesquels elles ont été liées dans les endosomes tardifs. On a identifié à ce jour une vingtaine de protéines qui
contrôlent la présentation antigénique par les molécules du CMH de classe II et l’expression de ces molécules.
Jacques Neefjes présentera les résultats, analysés par FACS (pour Fluorescence-activated cell sorting ; triage
de cellules marquées par fluorescence), d’un criblage du génome par siRNA visant à identifier d’autres
facteurs qui participent au contrôle de ces deux processus. Il expliquera également comment on peut utiliser
de tels ensembles de données pour découvrir les réseaux transcriptionnels et les voies de signalisation qui
contrôlent l’expression des molécules du CMH de classe II. Selon lui, cette stratégie empruntée à la biologie
des systèmes et orientée sur les données constitue une étape décisive qui permettra de faire toute la lumière
sur la présentation de l’antigène par les molécules du CMH de classe II.
17 h 20
Séance de communications affichées et réception amicale
MERCREDI 26 MAI
8 h 55
Mot de bienvenue
Sébastien Carréno, coprésident du comité organisateur du symposium 2010 de l’IRIC
SESSION 3 : TRAFIC VÉSICULAIRE DANS LES SYSTÈMES MODÈLES
9h
The Cell’s Compass: Signalling Networks that Mediate Chemotaxis
Huaqing Cai, chercheuse postdoctorale avec Peter Devreotes, département de biologie cellulaire,
Johns Hopkins University School of Medicine
Les amibes et les leucocytes emploient des mécanismes remarquablement similaires pour détecter de faibles
gradients de concentration de signaux extracellulaires. Une série d’études approfondies a démontré que les
médiateurs, et donc les réactions, situés en amont des voies de signalisation chimiotactiques ne sont pas
localisés, alors que les réactions en aval, telles que l’accumulation du PIP3 et la polymérisation de l’actine
sont strictement localisées au niveau des plus fortes concentrations du gradient. Nous avons récemment
montré que TorC2 (target of rapamycin complex 2) et la PKB (protéine kinase B) étaient eux aussi activés
localement au niveau du front de migration, et que leur activation jouait un rôle crucial dans la migration
orientée des cellules. La présentation portera sur le rôle de ces deux circuits parallèles régulant la chimiotaxie.
9 h 40
A Functional Recycling Endosome is Necessary for In Vivo Border Cell Migration in
the Drosophila Egg Chamber
Gregory Emery, chercheur principal, Unité de recherche en transport vésiculaire et signalisation
cellulaire, Institut de recherche en immunologie et en cancérologie, et professeur adjoint, département
de pathologie et biologie cellulaire, Faculté de médecine, Université de Montréal
Dans la chambre ovarienne de la mouche drosophile, un groupe de cellules se frayent un chemin à travers
les cellules nourricières. Ce processus est appelé « migration des cellules de la bordure ». L’orientation de
cette migration est contrôlée par des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK). Greg Emery et son équipe
ont découvert que la migration des cellules de la bordure reposait sur un cycle endocytose-recyclage vers la
membrane plasmique. Ce cycle de transport est essentiel à la régulation spatiale des RTK activés et pourrait
se produire dans d’autres processus de migration cellulaire.
10 h 20
AP-1 and Clathrin Are Essential for Secretory Granule Formation in Drosophila
Jason Burgess, doctorant avec Julie A. Brill, département de génétique moléculaire, Université de
Toronto, et Programme en biologie du développement et des cellules souches, The Hospital for Sick
Children (SickKids)
10 h 35
Pause
11 h
Regulation of MIG-14/Wntless Endosomal Sorting by Endosomal Clathrin, Retromer,
and the J-Domain Protein RME-8
Barth D. Grant, professeur agrégé de biologie moléculaire et de biochimie, Rutgers University
Le transport rétrograde de protéines des endosomes vers l’appareil de Golgi nécessite l’intervention d’un
complexe protéique, le rétromère. En l’absence du rétromère, le chargement de protéines, en l’occurrence
MIG-14/Wntless, emprunte par erreur la voie de dégradation au lieu d’être acheminé vers l’appareil de Golgi
et recyclé. L’équipe du Dr Grant a découvert que RME-8, une protéine à domaine J présente dans les endosomes de C. elegans, se lie à SNX-1, l’un des composants du rétromère. L’absence de SNX-1, de RME-8 ou de
la protéine chaperonne Hsc70/HSP-1 de la clathrine entraîne une suraccumulation de clathrine sur les endosomes, une réduction de l’activité de la clathrine et l’acheminement de MIG-14 vers le lysosome alors qu’elle
devrait être recyclée. Or, la dégradation de MIG-14 dans le lysosome provoque des altérations de la polarité
neuronale. Selon les résultats obtenus, l’interaction du rétromère avec RME-8 et Hsc-70 empêche l’accumulation de clathrine sur les endosomes, et permet ainsi un tri adéquat du chargement de protéines, qui peut
alors s’engager dans la voie rétrograde.
11 h 40
Sara Endosomes in Asymmetric Cell Division
Marcos Gonzalez-Gaitan, professeur, département de biochimie, Université de Genève
L’endocytose joue un rôle crucial dans la voie de signalisation de Notch, après la division asymétrique de la
cellule précurseur des organes sensoriels (ou SOP, pour Sensory Organ Precursor) : la signalisation directionnelle
passe par l’endocytose différentielle du ligand Delta et de Sanpodo, un effecteur de Notch, dans la cellule fille
pIIb du SOP. L’équipe de Marcos Gonzalez-Gaitan a mis en évidence un nouveau mécanisme de signalisation
différentielle basé sur le trafic de Delta et de Notch, qui, après internalisation dans le SOP, sont dirigés vers
l’autre cellule fille, pIIa. Après internalisation, Notch et Delta sont transportés dans des endosomes SARA.
Durant la mitose du SOP, les endosomes SARA contenant Notch et Delta gagnent le fuseau mitotique, puis
la cellule pIIa. Dans pIIa (alors que ce n’est pas le cas dans pIIb), Notch est clivé dans les endosomes SARA
selon une voie dépendante de la γ-sécrétase et de l’internalisation de Delta ; autrement dit, son domaine
intracellulaire est libéré et peut ainsi migrer vers le noyau pour activer des gènes cibles. L’équipe a découvert
un nouveau mécanisme permettant d’influer sur la voie de signalisation avant même que l’endocytose
asymétrique de Sanpodo et de Delta n’ait eu lieu dans les cellules filles.
12 h 20
Déjeuner et séance de communications affichées
SESSION 4 : SIGNALISATION CELLULAIRE ET CANCER
14 h
Endocytosis, Cell Polarity, and Delta/Notch Signalling: Lessons from Drosophila
David Bilder, professeur agrégé de biologie cellulaire et de biologie du développement,
University of California–Berkeley
L’étude des mécanismes selon lesquels l’endocytose – processus biologique fondamental – influence les
interactions cellulaires connaît un regain d’intérêt. David Bilder présentera des données tirées de récents
travaux dans lesquels on s’est servi de la drosophile comme modèle génétique pour déterminer le rôle joué
par les protéines régulant l’endocytose dans le contrôle de la polarité des cellules épithéliales, la transmission
du signal par Delta, et la réception et la transduction du signal par son récepteur, Notch.
IRIC – Pavillon Marcelle-Coutu
14 h 40
Ligand Endocytosis and Force Generation in Activation of Notch Signalling
Geraldine « Gerry » Weinmaster, professeure, département de biochimie, David Geffen School of
Medicine, UCLA
L’activation de la voie de signalisation de Notch passe par une série de clivages protéolytiques qui aboutissent
à la libération du domaine intracellulaire de ce récepteur, lequel intervient directement dans la transduction
du signal. Nous avons montré que l’activation de la protéolyse de Notch était dépendante de la trans-endocytose
de son domaine extracellulaire par la cellule exprimant son ligand, ce qui concorde avec l’hypothèse selon
laquelle l’endocytose du ligand de Notch jouerait un rôle crucial dans la voie de signalisation de Notch. Nous
avons constaté, en nous servant de pinces optiques, que l’endocytose du ligand était nécessaire pour que la
cellule exprimant le ligand puisse exercer une force physique sur les billes fixées à Notch. Nous supposons
qu’après la liaison de Notch à son ligand, il se forme dans la cellule exprimant le ligand une structure
endocytaire, bien distincte sur le plan moléculaire, qui génère une force mécanique permettant la protéolyse
de Notch, laquelle va activer la cascade de signalisation en aval.
15 h 20
RAB-5 Contributes to Polarity Establishment in the C. elegans Embryo by
Localizing Anterior PAR Proteins Independently of Actomyosin Contractility
Vincent Hyenne, chercheur postdoctoral avec Jean-Claude Labbé, Unité de recherche en division et différenciation cellulaires, Institut de recherche en immunologie et en cancérologie, Université de Montréal
15 h 35
16 h
Pause
The Pi(4,5)P2/Moesin Interplay Regulates Cortical Stability and Microtubule
Organization in Mitotic Cells
Sébastien Carréno, chercheur principal, Unité de recherche biologie cellulaire de la mitose, Institut de
recherche en immunologie et cancérologie, et professeur adjoint, département de pathologie et
biologie cellulaire, Université de Montréal
La division cellulaire se caractérise par une séquence invariable de changements morphologiques et de
mouvements chromosomiques. On sait que la contraction de l’anneau d’actine et de myosine, qui génère
les forces corticales nécessaires aux changements morphologiques de la cellule, est coordonnée à la
ségrégation des deux jeux de chromosomes par les microtubules du fuseau mitotique. Cela dit, la plupart
des mécanismes moléculaires qui entrent en jeu à l’interface entre les microtubules et les filaments d’actine
n’ont pas encore été élucidés. Nous nous proposons de présenter ici les nouvelles données que nous avons
obtenues sur le rôle de l’interaction entre le Pi(4,5)P2 et le cortex d’actine, laquelle régule la stabilité du
cortex et l’organisation du fuseau mitotique durant la mitose.
16 h 40
Endocytosis of G Protein-Coupled Receptors under the Light of Bioluminescence
Resonance Energy Transfer
Michel Bouvier, Chaire de recherche du Canada en signalisation cellulaire et pharmacologie moléculaire,
Institut de recherche en immunologie et en cancérologie, et professeur de biochimie, Faculté de
médecine, Université de Montréal
L’endocytose des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), induite par leurs ligands, est un processus
rapide qui passe par la phosphorylation et l’ubiquitinylation de ces récepteurs. Il a été démontré que dans
de nombreux cas, les RCPG sont reliés aux protéines adaptatrices des vésicules recouvertes de clathrine par
l’intermédiaire de protéines d’échafaudage, soit la β-arrestine-1 et la β-arrestine-2. On a aussi suggéré
qu’ils empruntent dans certains cas des voies d’endocytose indépendantes de la clathrine qui font intervenir
les cavéoles. L’équipe du Dr Bouvier a utilisé des outils reposant sur le transfert d’énergie de résonance
de bioluminescence et de fluorescence (BRET et FRET), qui permettent de surveiller les modifications posttraductionnelles et les interactions protéiques en temps réel dans des cellules vivantes, en vue de disséquer
les diverses étapes de l’endocytose des RCPG et de caractériser les voies empruntées par différents RCPG.
17 h 20
Mot de clôture
Gregory Emery, coprésident du comité organisateur du symposium 2010 de l’IRIC
À propos de l’Institut de
recherche en immunologie
et en cancérologie (IRIC) et
de l’Université de Montréal
Fondé en 2002, l’IRIC réunit une équipe de scientifiques de renommée internationale
dont la mission est d’élucider les mécanismes du cancer et d’offrir une formation
exceptionnelle aux chercheurs en santé de demain. L’IRIC réalise avec des acteurs
d’élite en Amérique du Nord et dans le monde entier des projets audacieux qui
touchent tant la science fondamentale et la recherche translationnelle que leurs
applications cliniques, dans le but de vaincre le cancer.
Fondée en 1878, l'Université de Montréal forme aujourd'hui avec ses deux écoles
affiliées, l'École Polytechnique et HEC Montréal, le premier complexe universitaire au
Québec et le deuxième au Canada. Elle accueille plus de 55 000 étudiants, emploie
10 000 personnes et décerne près de 10 000 diplômes à tous les cycles d'études.
Montréalaise par ses racines, internationale par vocation, l'Université de Montréal
compte parmi les plus grandes universités de la francophonie.
ADRESSE POSTALE
ADRESSE SUR LE CAMPUS
IRIC | Institut de recherche en
immunologie et en cancérologie
Université de Montréal
C.P. 6128, succursale Centre-ville
Montréal (Québec) H3C 3J7
CANADA
Pavillon Marcelle-Coutu
Université de Montréal
2950, chemin de Polytechnique
www.iric.ca
REMERCIEMENTS
La réalisation de ce symposium a été rendue possible grâce au concours financier
de Thermo Fisher Scientific et The Company of Biologists.
L’IRIC remercie les Instituts de recherche en santé du Canada de leur soutien
constant à la réalisation des missions de recherche et d’éducation de l’institut.