Fusion membranaire, Sites de contact membranaire, Biologie synthétique, SNAREs, Cavéoline

Les récepteurs SNARE (Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors) jouent un rôle central dans la fusion des membranes, en particulier celle des vésicules synaptiques avec la membrane plasmique lors de la libération des neurotransmetteurs. Au fil des ans, divers modèles in vitro ont été utilisés pour étudier différentes protéines SNARE, leurs complexes et leurs mécanismes d'action moléculaires. Cependant, les modèles de reconstitution acellulaire font face à plusieurs défis en raison de leur dépendance à la production et à la purification de protéines complètes, à la stabilité et à l'insertion correcte dans des membranes artificielles. Par conséquent, dans cette thèse, nous avons exploré le potentiel d'un modèle bactérien pour modéliser la fusion membranaire dans l'environnement cellulaire, avec la formation de complexes SNARE et l'expansion de la membrane plasmique comme principaux résultats de la fusion membranaire. Pour atteindre cet objectif, nous avons coexprimé la cavéoline de C. elegans, qui induit des citernes intracellulaires, avec différents ensembles de protéines SNARE, en utilisant deux plasmides multicistroniques. Au cours de ce processus, nous avons démontré les résultats clés suivants : 1) Les protéines Ce.Cav et SNARE peuvent être exprimées et caractérisées avec succès dans les bactéries, 2) Les SNAREs exprimés dans leur formes complètes ont formé des complexes dans les bactéries, 3) La co-expression de l'ensemble des SNARE synaptiques (VAMP2-SNAP25-Syntaxin 1A) avec Ce.Cav conduit à l'expansion des PM, 4) Des complexes non fusogènes composés de Sec22b et de Syntaxin 1A sans SNAP-25 ont pu être reconstitués dans notre modèle. Ces résultats offrent la possibilité d'étudier différemment la structure-fonction des SNAREs et les fonctions régulatrices de leurs partenaires dans la fusion membranaire dans le contexte du milieu bactérien intracellulaire. En conclusion, cette thèse reconstitue avec succès le rôle des SNAREs dans la fusion membranaire dans un nouveau système de biologie synthétique.