Le complexe cytoplasmique Sufu/Ci

En plus du complexe Fu/Cos2/Ci, il existe un second complexe appelé Sufu/Ci qui contrôle la stabilité et l’activation de Ci. Sufu ne ressemble à aucune des protéines de la voie Hh (Preat, 1992), rendant difficile les spéculations à propos de son rôle dans cette signalisation. Le gène sufu code pour une protéine de 468 acides aminés qui est composée d’une séquence PEST (« Proline, Glutamic acid, Serine, Threonine ») et d’un domaine NES (Pham et al., 1995; Fig. 32). Cette séquence permet un rapide « turnover » des protéines qui la contienne, mais à l’heure actuelle, la nécessité de posséder cette caractéristique dans la voie Hh n’est pas comprise (Rogers et al., 1986). Comme la plupart des protéines de la voie Hh, Sufu a été découverte lors d’un crible génétique dont le but était d’identifier des protéines pouvant restaurer le phénotype « perte de fonction d’Hh »de fu (Préat, 1992). Les mouches mutantes pour Sufu sont viables et ne présentent aucun phénotype. En particulier, le développement des tissus y compris de l’aile, n’est pas affecté. Ceci contraste avec le phénotype fort et létal des mutants où la protéine SUFU est absente chez les vertébrés, qui se caractérise par un « gain de fonction » de la voie Shh. Ces mutants sont capables de supprimer les phénotypes des deux classes mutants de fu, et l’analyse de la perte de Sufu

dans les individus fuA _{(allèle de classe II) révèle un nouveau phénotype ressemblant à celui}

des mutants cos2 (Preat et al., 1993). Ceci suggère que la fonction de Sufu serait de contrebalancer celle de la protéine Fu, probablement en interagissant à la fois avec Fu mais aussi avec Cos2. D’ailleurs, des analyses biochimiques ultérieures indiquent que la protéine Sufu est présente dans deux complexes différents, le complexe Sufu/Fu/Cos2/Ci et le complexe Sufu/Ci (Ogden et al., 2003; Robbins et al., 1997; Stegman et al., 2000). Une étude menée par Lum et al., en 2003 a défini le rôle d’Hh sur la régulation de ces deux complexes. En effet, Sufu interagit avec Ci indépendamment du signal Hh, alors que son interaction avec le complexe Fu/Cos2 est faible, instable, et détectée seulement en présence d’Hh. Des expériences de doubles hybrides en levure (Monnier et al., 1998) et d’immunoprécipitations dans le système d’expression baculovirus (Ogden et al., 2003; Stegman et al., 2000) indiquent que Sufu se lie directement à Fu et Ci au sein de ces deux complexes. Le domaine d’interaction entre Sufu et Fu a été localisé dans le domaine régulateur de Fu entre les résidues 306 et 436 de Fu ( Monnier et al., 1998). Sufu se fixe à la partie N-terminale de Ci au niveau du domaine de liaison à l’ADN entre les acides aminés 212-268 (Methot et Basler, 2000 ; Monnier et al., 1998), suggérant un rôle de Sufu dans la régulation de la transcription par Ci, fonction qui a été démontrée chez les vertébrés (Cheng et Bishop, 2002; Paces-Fessy et al., 2004).

Fig. 32 : Représentation schématique de la protéine Sufu

Sufu est composé d’une séquence PEST et d’un domaine NES. Fu et Ci interagissent avec Sufu sur des domaines qui n’ont pas été déterminés (modifiée à Aikin et al., 2008).

En plus d’appartenir au même complexe que Fu, Cos2 et Ci, Sufu partage un autre point commun avec ces protéines, puisqu’elle est également phosphorylée en présence d’Hh. Cette phosphorylation est probablement due à la kinase Fu car les mutants de fu se caractérisent par une diminution de la phosphorylation de Sufu (Lum et al., 2003). Le rôle de Fu sur la phosphorylation de Sufu a été confirmé en 2011 par Zhang et al, et également par Zhou et Kalderon, la même année. Ces derniers ont d’ailleurs identifié les sérines 321 et 324 de Sufu comme cibles principales de la kinase Fu.

Dans la voie de signalisation Hh, Sufu est défini comme étant un régulateur négatif. Le principal exemple de cette fonction est la régulation de la translocation nucléaire de Ci. En effet, dans des clones exprimants Sufu, la quantité de Ci nucléaire est diminuée alors qu’à l’inverse, des cellules mutantes pour Sufu révèlent une augmentation de Ci dans le noyau (Methot et Basler. 2000). Ces expériences indiquent que Sufu régule négativement la voie Hh en séquestrant Ci dans le cytoplasme, empêchant l’entrée de Ci dans le noyau. De plus, l’activation ectopique de la voie Hh entraine une accumulation de Ci-155, accumulation qui est réduite en absence de Sufu (Méthot et Basler, 2000; Ohlmeyer et Kalderon, 1998) . De manière intéressante, Fu a un effet opposé sur la stabilisation de Ci-155, puisque sa mutation induit une augmentation du niveau de Ci-155, associé à une activation ectopique du signal Hh (Alves et al., 1998 ; Olhmeyer et Kalderon. 1998). Cette observation suggère que Ci-155 est une protéine labile qui est stabilisée et protégée de la dégradation grâce à son interaction avec SuFu en absence d’Hh. En présence d’Hh, la kinase Fu est activée, phosphoryle Sufu, entrainant la dissociation de Ci du complexe SuFu/Ci, qui va alors transloquer dans le noyau pour activer ces gènes cibles. Ceci a été validé par des expériences

in vitro de Shi et al., en 2011 qui montrent que l’expression d’une forme activée de Fu induit

une localisation nucléaire de Ci alors qu’avec une forme de Fu dépourvue de son activité kinase Ci reste dans le cytoplasme.

En 2006, Sisson et al., ont montré qu’en plus de Ci, le complexe Sufu/Ci est aussi capable de transloquer dans le noyau après un traitement avec la Leptomycin B (LMB : drogue bloquant l’export nucléaire : Fukuda et al., 1997). Dans leur étude, ils avaient également noté, à l’instar de Shi et al., 2011, que cette translocation nucléaire est dépendante de la présence d’Hh, puisque dans des mutants « pertes de fonction » de Smo,

Sufu/Ci reste dans le cytoplasme. Chez la drosophile, le rôle du complexe Sufu/Ci dans le noyau n’est pas documenté contrairement aux vertébrés où Sufu régule l’activité transcriptionnelle des protéines Gli par différents procédés (Cheng et Bishop 2002; Paces- Fessy et al., 2004; Zhang et al., 2016; chapitre 3) . Cependant, cette fonction de régulation de l’activité du facteur de transcription pourrait être conservée chez la drosophile, puisque Sufu et Ci peuvent se lier aux chromosomes polytènes des glandes salivaires (Sisson et al., 2006). Des études complémentaires devront être menées pour mieux comprendre le rôle de Sufu sur l’activité du facteur de transcription Ci. Récemment, l’étude de Shi et al., en 2011 a révélé que Sufu, suite à sa phosphorylation par Fu, était localisée de façon nucléaire indépendamment de Ci, suggérant une autre fonction de Sufu, mise à part celle de réguler l’activité de Ci, à l’intérieur du noyau. Il est à noter que Sufu possède une séquence NES afin de sortir du noyau (Fig. 32), mais la séquence NLS n’a pas encore été identifiée. Cela suggère que soit la séquence NLS n’a pas été identifiée peut-être parce qu’elle n’obéit pas au consensus habituel ou bien que pour entrer dans le noyau, Sufu a besoin d’être associée à une protéine inconnue à l’heure actuelle.

Après un lien possible entre Sufu et régulation des gènes cibles, je vais aborder l’influence d’Hh sur la formation du complexe activateur qui nécessite de nombreux évènements.