| Resumé |
Les exigences métaboliques des organismes vivants diffèrent entre les phases actives et le repos. En face aux cycles d'alimentation et de jeûne, le foie régule à la fois le catabolisme et l'anabolisme. L'alimentation active la branche anabolique de la voie de détection des nutriments de la protéine kinase mTOR/phosphoinositide 3-kinase de classe 1 (PI3K), afin de promouvoir la synthèse de macromolécules. Lors du jeûne, le catabolisme provoqué par la PI3K de classe 3 est activé pour assurer les éléments nutritifs nécessaires à la survie de la cellule. Un autre niveau de contrôle homéostatique est assuré par le mécanisme moléculaire de l'horloge circadienne. Malgré plusieurs études indiquant un jeu réciproque entre le métabolisme et l'horloge circadienne, le mécanisme sous-jacent à cette interférence est peu développé. L'horloge circadienne fonctionne comme une boucle de rétroaction transcriptionnelle-traductionnelle oscillant avec une période d'environ 24 heures. Au centre de ce mécanisme moléculaire se trouve un hétérodimère de deux facteurs de transcription, Bmal1 et Clock. Chez les animaux, l'horloge circadienne centrale du noyau suprachiasmatique (SCN) répond à des stimuli photiques pour synchroniser les horloges individuelles de toutes les cellules du corps, appelées horloges périphériques, qui sont aussi sensibles à la disponibilité des nutriments tel que l'horloge du foie. La relation entre l'horloge et les voies métaboliques est réciproque, car l'horloge circadienne détermine la rythmicité des activités métaboliques et ceux aussi influencent la machinerie moléculaire circadienne. À ce jour, les études reliant le métabolisme à l'horloge circadienne ont montré que les voies de signalisation de détection des nutriments qui entraînent l'anabolisme régulent l'horloge circadienne en contrôlant la localisation et la stabilité de certaines protéines circadiennes. Notamment, la signalisation catabolique, illustrée par l'autophagie, affecte également l'horloge. Cependant, on ignore si la classe 3 PI3K fonctionne dans le mécanisme de l'horloge circadienne dans le foie. L'objectif de mon projet de doctorat était de tester si la PI3K de classe 3 un acteur moléculaire essentiel qui relie le métabolism à l'horloge circadienne. La PI3K de classe 3 fonctionne en complexe de la sous-unité Vps34 (lipide kinase) et de la sous-unité Vps15 régulatrice qui est essentielle pour la stabilité de Vps34. Elle active l'autophagie, l'endocytose et le trafic. Notre laboratoire a précédemment découvert que la perte de Vps15 dans le foie se manifeste par une gluconéogenèse et une oxydation lipidique défectueuses. Comme l'autophagie, la signalisation de l'insuline, le catabolisme du glucose et des lipides sont soumis à une régulation circadienne, nous avons émis l'hypothèse que la classe 3 PI3K pourrait jouer un rôle dans la fonction de l'horloge. Ainsi, les principales découvertes de mon doctorat sont: (1) la perte hépatique de Vps15 provoque un déséquilibre énergétique et une perte de rythmicité de plus de 60% des métabolites hépatiques cycliques. (2) Ceci est en parallèle avec la perte de l'expression des gènes de l'horloge centrale avec l'effet le plus frappant sur Rev-Erb a, la cible transcriptionnelle du complexe Bmal1/Clock. (3) En utilisant des outils génétiques et pharmacologiques, j'ai montré que la diminution de Rev-Erb a observée chez le mutant de Vps15 est indépendante de l'activation de la signalisation des récepteurs de l'insuline trouvé en cas d'inhibition de la PI3K de classe 3. (4) De plus, ni l'ablation de l'autophagie ni l'inhibition pharmacologique de l'activité de la lipide-kinase de classe 3 PI3K n'ont reproduit le dysfonctionnement de l'horloge observé dans les modèles hépatiques ou cellulaires Vps15-nuls. (4) Enfin, j'ai démontré que la protéine Vps15 agit comme un co-activateur transcriptionnel de Bmal1 pour activer la transcription de Rev-Erb a. |