Fonction putative de MTMR2

Tout comme MTM1 et les autres myotubularines enzymatiquement actives, MTMR2 déphosphoryle, in vitro, le PtdIns3P et le PtdIns(3,5)P2 pour générer du PtdIns et du PtdIns5P respectivement (Berger et al., 2002). Des mutations dans le gène MTMR2 sont à l’origine du syndrome de Charcot-Marie-Tooth type 4B1 (Bolino et al., 2004; Bolino et al., 2000). Les caractéristiques de cette pathologie ont été décrites précédemment (v ).

Dans des cellules COS-1, la surexpression de EGFP-MTMR2 n’induit pas de phénotype particulier en comparaison à celle de MTM1 dans les mêmes conditions (Kim et al., 2002). La distribution de la protéine de fusion EGFP-MTMR2 dans ces mêmes cellules est cytoplasmique et ne présente aucune fluorescence à la membrane plasmique contrairement à EFGP-MTM1. Une autre différence réside dans la capacité de EGFP-MTMR2 à déphosphoryler le pool endosomal de PtdIns3P. En effet, alors que EGFP-MTM1 réduit fortement la fluorescence endosomale correspondant au PtdIns3P lié à la sonde 2xFYVE, la surexpression de EGFP-MTMR2 n’induit pas de diminution de la fluorescence, suggérant qu’elle est incapable de déphosphoryler le pool endosomal de PtdIns3P dans des cellules COS-1 (Kim et al., 2002).

Figure 38 : Structure cristallographique de la myotubularine MTMR2 en complexe avec le PtdIns(3,5)P2. Adaptée de (Begley et al., 2006).

De plus, il a été montré que la 5-phosphatase FIG4 avait une fonction de régulation du PtdIns(3,5)P2 en stimulant ou en stabilisant la PtdIns3P 5-kinase PIKfyve. En effet, l’absence de FIG4, au lieu de préserver le PtdIns(3,5)P2, provoque une diminution importante de ce PPIn (Chow et al., 2007). Les myotubularines actives et FIG4 auraient par conséquent des fonctions antagonistes dans le contrôle du PtdIns(3,5)P2. Une étude récente a corroboré cette hypothèse en montrant une interaction génétique entre FIG4 et MTMR2 (Vaccari et al., 2011). Dans cette étude, les auteurs montrent que la perte de MTMR2 dans des neurones de souris Fig4-null réduit la viabilité et aggrave la neurodégénération. Ces résultats révèlent surtout la fonction de MTMR2 dans le système nerveux central. En outre, la surexpression de MTMR2 dans des levures fig4Δ réduit fortement les niveaux de PtdIns3P et de PtdIns(3,5)P2 résultant en la formation d’une vacuole élargie similaire au mutant fab1Δ (Vaccari et al., 2011). Par conséquent, ces résultats montrent, in vivo, le rôle de MTMR2 dans la

déphosphorylation du PtdIns3P et du PtdIns(3,5)P2.

D’autres études montrent que des souris Mtmr2-KO reproduisent les symptomes du syndrome humain CMT4B1. De plus, la délétion spécifique de MTMR2 soit dans les cellules de Schwann soit dans des motoneurones, montrent que la délétion de MTMR2 spécifiquement dans les cellules de Schwann est suffisante pour causer les symptomes de CMT4B1 chez la souris, à savoir une démyélinisation et des repliements anormaux des gaines de myéline entourant les axones. En revanche, les souris Mtmr2-KO délétée spécifiquement dans les motoneurones ne présentent de défauts ni dans le repliement de la myéline, ni de défaut axonal. La fonction de MTMR2 est donc spécifique des cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique (Bolis et al., 2005). De plus, dans les cellules de Schwann, MTMR2 interagit avec Dlg1, une protéine d’assemblage impliquée dans le trafic membranaire. Dans une souris Mtmr2-KO, la localisation de Dlg1 est altérée. Dlg1 interagit également avec la kinesine 13B (kif13B) et Sec8, impliquées dans le transport vésiculaire et l’ancrage membranaire dans les cellules polarisées. Les données suggèrent un mécanisme au cours duquel kif13B transporte Dlg1 aux sites de remodelage de la membrane afin d’augmenter la surface de membrane cellulaire, un processus ayant lieu lors de la myélinisation. Dlg1 coordonne un contrôle homéostatique de la myélinisation. En effet, l’interaction de Dlg1 avec Sec8 au niveau des vésicules de transport favorise la formation de membrane tandis que la surexpression de MTMTR2 régule négativement l’addition de membrane. Ainsi les repliements anormaux de la gaine de myéline seraient dus à la perte de l’activité négative

Partie I : Introduction - MTMR2

exercée par MTMR2 et à une formation non contrôlée et anormale de membrane au cours de la myélinisation (Bolis et al., 2009). Ces résultas indiquent une fonction cellulaire de MTMR2 spécifique dans les cellules de Schwann, en régulant négativement l’apport de membrane au cours de la myélinisation.

Enfin, MTMR2 pourrait avoir un rôle dans le trafic intracellulaire en régulant les taux de PtdIns3P endosomaux. En effet, un mutant MTMR2S58A perd la capacité à être phosphorylé en position 58 et est localisé aux endosomes où il déphosphoryle le PtdIns3P. Xhabija et coll. montrent que la coexpression de MTMR2S58A avec GFP-RME-8 provoque la perte de localisation aux endosomes de RME-8 (Receptor-mediated Endocytosis 8), une protéine normalement localisée aux endosomes et identifiée chez C. elegans dans un crible pour des défauts d’endocytose.(Girard et al., 2005; Xhabija et al., 2012). La régulation du

pool de PtdIns3P endosomal par les myotubularines jouerait donc un rôle dans le trafic intracellulaire et dans l’endocytose.

Figure 39 : Modèle des interactions entre MTMR2, kif13B, Dlg1 et Sec8 aux sites d’homéostasie membranaire dans les cellules de Schwann. Selon ce modèle kif13B transporterait Dlg1, lequel organiserait

une platefore moléculaire pour coordonner les fonctions de Sec8 et MTMR2 sur la formation membranaire. Par conséquent , MTMR2 pourrait donc être 1) soit transportée via kif13B/Dlg1 soit 2) localisée aux sites de formation de membrane. D’après (Bolis et al., 2009).

E. MTMR12

MTMR12/3-PAP fait partie des myotubularines inactives, dont les mutations dans le site catalytique ne permettent pas de déphosphoryler les PPIn (Figure 27). MTMR12 est une protéine de 747 acides aminés et possède les quatre domaines partagés avec l’ensemble des myotubularines : PH-GRAM, RID, un domaine catalytique inactif et un domaine SID. Elle présente par ailleurs un motif coiled-coil.

MTMR12 a été décrite comme interagissant avec MTM1 et cette interaction stimule l’activité phosphatase de MTM1 (Caldwell et al., 1991; Nandurkar et al., 2001; Nandurkar et al., 2003). La distribution de MTMR12 en fusion avec l’EGFP se présente globalement sous la forme d’un réseau cytoplasmique avec un enrichissement au niveau de structures périnucléaires (Figure 40).