Au cours des premières études de la Whirline, douze isoformes ont été prédites et
déposées 216. Récemment, une étude séminale a permis d’identifier les isoformes réellement
exprimées parmi celles prédites. L’équipe de P. Mathur et al.221 a identifié les trois formes principales de la Whirline effectivement exprimées dans les cellules ciliées et les photorécepteurs (Figure 34) et de les localiser dans les cellules ciliées.
5.2.1 L’isoforme N-terminale courte
La forme N-terminale courte inclut les 543 premiers résidus de la protéine. Elle contient les quatre premiers domaines de la Whirline, deux domaines HHD entourant un tandem de domaine PDZ. L’ARNm associé à cette isoforme courte N-terminale n’est pas détecté dans les cellules ciliées. Une étude précédente a montré l’expression de ce transcrit ainsi que l’expression de la protéine associée dans les cellules photoréceptrices de la rétine
(Figure 34) 222,223. Depuis, peu d’études se sont concentrées sur cette forme de la protéine qui
semble être faiblement exprimée, comparativement à l’isoforme longue (protéine entière) avec qui elle colocalise systématiquement. Il est donc difficile de lui attribuer une fonction
5.2.2 L’isoforme C-terminale courte
La forme courte C-terminale de la protéine contient le HHD2, la région riche en proline, le PDZ3 et le PBM de la Whirline. L’expression de cette isoforme est contrôlée par un promoteur différent des deux autres, elle peut donc être exprimée de façon indépendante
221. Cette isoforme C-terminale courte est uniquement exprimée dans les cellules ciliées. Lors
du développement, elle se localise à l’extrémité des stéréocils de la plus grande rangée dans
les CCI et les CCE 224,225. A maturité, il semble que cette isoforme ne maintient sa localisation
que dans les CCI 221. Dans la littérature, une incohérence existe actuellement sur la présence,
ou non, de la forme longue à l’extrémité des grandes rangées, aux côtés de la forme courte C-terminale 226. L’étude de P. Mathur et al. ainsi que les travaux de nos collaborateurs, de l’unité de physiologie de génétique de l’audition de l’Institut Pasteur, corroborent la colocalisation de ces deux isoformes au sommet des stéréocils (Figure 34).
Indépendamment de la présence de la forme longue, l’isoforme C-terminale permet l’élongation des touffes ciliaires et leur maintien en longueur au stade mature 178,226,227. Le mécanisme de cette régulation est inconnu. Il est cependant clair que l’interaction tripartite de la Whirline, de la Myosine15a et de Eps8 est indispensable. Les souris mutantes pour la Myosine-15a (shaker) et la Whirline (whirler) ont un phénotype identique, avec des touffes
ciliaires extrêmement raccourcies et élargies 227. D’autres protéines interagissent
potentiellement avec la Whirline, à la localisation de cette isoforme courte. On peut notamment citer les travaux sur la Gelsoline et la protéine p55, toutes deux reliées à la condensation des fibres d’actine 225,228.
5.2.3 L’isoforme longue
L’isoforme longue de la Whirline contient l’ensemble de la séquence de la protéine. Morphologiquement, la protéine peut être décrite en deux parties, celle N-terminale contenant les deux HHD et le tandem de domaines PDZ, et la partie C-terminale contenant le PDZ3 et séparée par la région Proline-riche. L’isoforme longue est exprimée à la fois dans les photorécepteurs et en différentes localisations dans les cellules ciliées.
Dans les cellules photoréceptrices, l’isoforme longue est indispensable à la morphologie du cil connecteur entre le segment interne et externe. La partie N-terminale de l’isoforme longue régule le complexe formé par les protéines Usher2 (Usherine, Vlgr1, PDZD7) et SANS. Ce complexe crée des liens extracellulaires reliant le cytosquelette de
photorécepteurs229. Ainsi, la Whirline est un adaptateur clé dans la liaison des liens
extracellulaires aux cytosquelettes des deux compartiments183. La perturbation de ce
complexe entraine des variations d’écartement entre le cil connecteur et le segment interne 223,
causant à terme des problèmes fonctionnels.
Dans les cellules ciliées, la forme longue de la Whirline est premièrement impliquée durant le développement. Cette isoforme longue est exprimée de façon transitoire à la base des stéréocils des CCI et des CCE, dans les régions des liens basaux formés par les protéines
membranaires du complexe Usher2 214,223. Ce complexe temporaire est indispensable à la
bonne morphologie des touffes ciliaires des CCE dans leur forme caractéristique en V 221,226.
La composition moléculaire de ce complexe semble très similaire à celle observée autour du cil connecteur des photorécepteurs, expliquant les syndromes Usher de type 2 touchant à la fois cellules photoréceptrices et cellules ciliées.
Il est maintenant établi que la forme longue de la Whirline est absente des CCE matures mais reste présente dans les CCI 221,226. Cependant, sa localisation et sa fonction restent à définir. Comme précisé précédemment, les travaux de P.Mathur et al.221 et de nos
collaborateurs suggèrent que la forme longue localise à l’extrémité des stéréocils de la grande
rangée. Cependant, une étude récente dans les CCI matures par microscopie super-résolue 226
montre une nouvelle localisation spécifique de l’isoforme longue au milieu de la moyenne rangée de stéréocils. Les auteurs associent à cette localisation un rôle de la forme longue dans la formation de liens inter-stéréocils importants pour la structure de la touffe ciliaire. Cette proposition de fonction est uniquement appuyée par l’étude de localisation et parait contradictoire avec la morphologie normale observée pour des touffes ciliaires de CCI de souris K.O spécifique de la forme longue. Bien que les auteurs excluent la localisation de la forme longue à l’extrémité des grands stéréocils, la qualité de leur marquage anticorps N-terminal et de leurs images ne semblent pas permettre de conclure définitivement. (Figure 34)
Figure 34: Localisation des isoformes de la Whirline dans les photorécepteurs et les cellules ciliées. Représentation schématique des localisations décrites des isoformes de la Whirline. En plus clair sont montrées les localisations reportées mais restant à confirmer. Figure adaptée de Mathur et
al.221