RPL12 est un récepteur de ribophagie conservé

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ribophagie RPL12 homéostasie cellulaire récepteur d'autophagie métabolisme des ribosomes

Contexte académique

La ribophagie (ribophagy) est un processus autophagique sélectif responsable de la dégradation et du renouvellement des ribosomes. Les ribosomes sont les machines centrales de la synthèse des protéines dans la cellule, et leur synthèse et dégradation sont cruciales pour l’adaptation cellulaire aux changements environnementaux, tels que la carence en nutriments. En cas d’abondance de nutriments, la synthèse des ribosomes augmente, soutenant la croissance et la prolifération cellulaires. En revanche, en cas de carence nutritionnelle, la dégradation des ribosomes s’accélère, libérant des acides aminés et des nucléotides essentiels à la survie cellulaire. Bien que NUFIP1 ait été identifié comme un récepteur de la ribophagie chez les mammifères, ses homologues sont absents chez la levure et les nématodes, suggérant l’existence d’autres récepteurs de la ribophagie dans ces organismes.

Cette étude vise à explorer les mécanismes conservés de la ribophagie, en particulier dans des organismes modèles tels que la levure, les nématodes et les drosophiles. L’équipe de recherche a découvert que la protéine RPL12, composante de la grande sous-unité ribosomique, agit comme un récepteur conservé de la ribophagie dans plusieurs espèces, et a mis en lumière son rôle crucial dans la survie cellulaire, le développement et le vieillissement.

Source de l’article

Cet article a été coécrit par Yuting Chen, Jiaxin Hu, Pengwei Zhao et d’autres chercheurs issus de plusieurs institutions, dont l’Université de Tianjin, l’Université du Zhejiang et l’Université des Sciences de l’Académie chinoise des sciences. Il a été publié en mars 2025 dans la revue Nature Cell Biology, sous le titre “RPL12 is a conserved ribophagy receptor”. Le DOI de l’article est 10.1038/s41556-024-01598-2.

Processus et résultats de la recherche

1. Interaction directe de RPL12 avec ATG8 et ATG11

L’équipe de recherche a d’abord utilisé l’analyse bioinformatique pour montrer que la levure et les nématodes ne possèdent pas d’homologue de NUFIP1, suggérant l’existence d’autres récepteurs de la ribophagie dans ces organismes. Grâce à des expériences de pull-down in vitro et des tests de double hybride chez la levure, l’équipe a découvert que RPL12 interagit directement avec les protéines autophagiques ATG8 et ATG11. Des expériences de mutagenèse ponctuelle ont ensuite révélé que la proline en position 3 (P3) et la glutamine en position 21 (E21) de RPL12 sont des sites clés pour sa liaison à ATG8.

2. Rôle de RPL12 dans la ribophagie chez la levure

Pour vérifier le rôle de RPL12 dans la ribophagie, l’équipe a mené une série d’expériences sur des modèles de levure. En supprimant RPL12 ou en introduisant la mutation P3N-E21L, l’équipe a observé que la dégradation des protéines ribosomiques et de l’ARNr était significativement réduite lorsque la liaison de RPL12 à ATG8 était perturbée. De plus, la phosphorylation de RPL12 par ATG1 renforce son interaction avec ATG11, déclenchant ainsi la ribophagie en cas de carence nutritionnelle.

3. Fonction conservée de RPL12 chez les nématodes

L’équipe a également validé la fonction de RPL12 dans la ribophagie chez les nématodes. Grâce à des expériences de pull-down in vitro et de co-immunoprécipitation, l’équipe a montré que l’homologue de RPL12 chez les nématodes, RPL-12, se lie directement à LGG-1, l’homologue d’ATG8, et que la mutation P3N-E21L perturbe cette interaction. En conditions de carence nutritionnelle, la dégradation des protéines ribosomiques et de l’ARNr était significativement réduite chez les mutants RPL-12, confirmant son rôle de récepteur de la ribophagie chez les nématodes.

4. Fonction de RPL12 dans la ribophagie chez la drosophile

Dans des modèles de drosophiles, l’équipe a introduit la mutation P3N-E21L dans RPL12 via la technologie CRISPR-Cas9 et a observé que cette mutation inhibait fortement la ribophagie induite par la carence nutritionnelle. De plus, les mutants RPL12 présentaient une sensibilité accrue à la famine et aux infections pathogènes, une durée de vie réduite et une diminution de la capacité motrice, soulignant l’importance de RPL12 dans la survie, le développement et le vieillissement des drosophiles.

5. Fonction de RPL12 dans la ribophagie des cellules mammifères

Enfin, l’équipe a validé le rôle de RPL12 dans la ribophagie des cellules mammifères. Par des expériences de co-immunoprécipitation, l’équipe a montré que RPL12 se lie directement aux homologues d’ATG8, tels que LC3C et GABARAP, et que la mutation P3N-E21L perturbe cette interaction. En conditions de carence nutritionnelle, la dégradation des protéines ribosomiques et de l’ARNr était significativement réduite dans les cellules où RPL12 était supprimé ou muté, confirmant son rôle de récepteur de la ribophagie chez les mammifères.

Conclusion de la recherche

Cette étude révèle que RPL12 agit comme un récepteur conservé de la ribophagie chez la levure, les nématodes, les drosophiles et les mammifères, régulant la dégradation et le renouvellement des ribosomes. En interagissant directement avec ATG8 et ATG11, RPL12 déclenche la ribophagie en cas de carence nutritionnelle, maintenant ainsi l’équilibre de la survie cellulaire, du développement et du vieillissement. Cette recherche met en lumière la fonction conservée de RPL12 dans plusieurs espèces, offrant des indices précieux pour comprendre les mécanismes moléculaires de la ribophagie.

Points forts de la recherche

  1. Découverte de RPL12 comme récepteur conservé de la ribophagie : Cette étude est la première à révéler le rôle de RPL12 comme récepteur de la ribophagie dans plusieurs espèces, comblant une lacune dans la recherche sur les récepteurs de la ribophagie chez la levure, les nématodes et les drosophiles.
  2. Élucidation des mécanismes d’interaction de RPL12 avec ATG8 et ATG11 : Grâce à des expériences de mutagenèse ponctuelle et de phosphorylation, l’équipe a clarifié les mécanismes d’interaction de RPL12 avec ATG8 et ATG11, fournissant des bases importantes pour comprendre le déclenchement de la ribophagie.
  3. Rôle crucial de RPL12 dans la survie, le développement et le vieillissement cellulaire : L’étude montre que RPL12 joue un rôle clé dans des processus physiologiques tels que la carence nutritionnelle, les infections pathogènes et le vieillissement, offrant des cibles potentielles pour le traitement de maladies associées.

Importance de la recherche

Cette étude non seulement révèle la fonction conservée de RPL12 comme récepteur de la ribophagie, mais offre également une nouvelle perspective sur la manière dont les cellules régulent le renouvellement des ribosomes par l’autophagie. Les résultats sont d’une grande importance pour comprendre les mécanismes moléculaires de l’adaptation cellulaire aux changements environnementaux et fournissent une base théorique pour le développement de stratégies thérapeutiques ciblant les maladies liées à la ribophagie. De plus, la fonction conservée de RPL12 dans plusieurs espèces ouvre de nouvelles voies de recherche en biologie évolutive.

Grâce à cette exploration approfondie, la fonction de RPL12 comme récepteur de la ribophagie a été pleinement révélée, apportant un soutien théorique important aux domaines de la biologie cellulaire et de la recherche sur l’autophagie.