UNIGE document Doctoral Thesis
previous document  unige:18851  next document
add to browser collection
Title

The multiple physiological roles of the lipid ceramide in the yeast Saccharomyces cerevisiae

Author
Director
Defense Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2012 - Sc. 4406 - 2012/02/17
Abstract Les Céramides sont des composants lipidiques cellulaires essentiels. Ils représentent la colonne vertébrale de tous les sphingolipides. Il a été observé qu'ils jouent un rôle important en tant que molécules «signal» lors de différentes transmissions de signal. Les Céramides sont composés d'une base sphingoïde attachée à un acide gras via une liaison amide. Tous les Eucaryotes supérieurs possèdent ce lipide et lors des vingt dernières années les enzymes qui catalysent sa synthèse ont été identifiées dans une grande variété d'organismes. Le but de ce travail de thèse est d'étudier les fonctions physiologiques des Céramides dans la levure en tant qu'organisme modèle. Comment la longueur de l'acide gras incorporé aux Céramides et par conséquence aux sphingolipides complexes influence des processus physiologiques? Quelles autres voies de transduction du signal sont influencées par les niveaux de Céramide dans d'autres organismes modèles tels que le Nématode? En premier lieu nous avons cherché à comprendre les effets de l'accumulation de sphingolipides à courtes chaines lipidiques résultant de l'expression dans la levure de la céramide-­-synthase de plante. L'introduction de la céramide-­-synthase de plante engendre la production de ces Céramides à courtes chaines lipidiques à des niveaux mille fois supérieurs au niveau normalement trouvé dans la levure. Cependant cela n'est pas toxique pour la levure. Nous avons alors pu démontrer qu'il est possible de supprimer le gène essentiel AUR1 dans cette souche de levure et ainsi obtenu une souche de Levure incapable de synthétiser des sphingolipides complexes. Cette nouvelle souche présente un défaut de cytocinèse et accumule des dropelettes lipidiques. Dans un autre travail, nous avons collaboré à la caractérisation des acides gras utilisés préférentiellement par deux des céramide-­-synthases de mammifères. Nous avons utilisé la levure comme système d'expression de gènes hétérologues et avons pu montrer que la céramide-­-synthase de mammifères CerS3, et non CerS2, incorpore des acides gras à longue chaine dans les Céramides. Nous avons également montré que les Nématodes déficitaires pour une céramide synthase spécifique (HYL-­-2) sont très sensibles à l'anoxie. Après optimisation d'un test enzymatique in vitro, nous avons pu observer que HYL-­-2 utilise préférentiellement des acides gras à chaine longue. Durant l'étude des céramide-­-synthases nous avons pu comprendre un phénotype vieux de plus de 10 ans. Dans la levure, la suppression du gène EMP24 sauve un des phénotypes de la souche déficiente pour l'activité de la serine palmitoyl transférase encodée par LCB1. La mutation du gène LCB1 (lcb1-­-100) conduit à un défaut de synthèse des sphingolipides qui sont essentiels à la bonne association à la membrane et localisation des protéines à ancrage GPI (Glycosyl Phosphatidyl Inositol). Nous savons par ailleurs que la suppression du gène EMP24 induit l'activation de l'UPR (Unfolded Protein Response). Nous avons alors décidé d'établir s'il y a un lien entre le défaut de niveaux de sphingolipides et le stress du Réticulum Endoplasmique (RE). Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons élucidé le mécanisme de sauvetage phénotypique de la souche lcb1-­-100 par l'absence du gène EMP24. La suppression du gène EMP24 élève les niveaux de céramides et restaure partiellement la viabilité de la souche lcb1-­-100 à 35°C. Ce sauvetage phénotypique peut être reproduit par l'addition de DTT et donc par l'activation de l'UPR. La suppression du gène HAC1 empêche le sauvetage phénotypique de lcb1-­-100 par l'addition de DTT. L'induction de la synthèse de céramide suite à un stress du RE peut être reproduite dans les cellules Insulinoma (INS-­-1). Dans les cellules INS-­-1 un stress du RE induit la surproduction de céramide dont l'acide gras contient 16 carbones (C16). De manière concomitante les niveaux d'ARN messagers de CerS6 (la céramide-­-synthase spécifique pour la synthèse des céramides à C16 chaine) sont augmentés. Cette étude révèle un lien nouveau entre les céramides et l'UPR, lien conservé chez la levure et chez les cellules de mammifères.
Keywords CeramideSphingolipidsUnfolded protein responseSerine palmitoyltransferaseER stressYeastINS-1E cellsCerS6Fatty acid hydroxylationAur1CytokinesisCeramide synthaseYeast
Identifiers
URN: urn:nbn:ch:unige-188513
Full text
Thesis (27.5 MB) - public document Free access
Structures
Citation
(ISO format)
EPSTEIN, Sharon. The multiple physiological roles of the lipid ceramide in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Université de Genève. Thèse, 2012. https://archive-ouverte.unige.ch/unige:18851

566 hits

173 downloads

Update

Deposited on : 2012-03-19

Export document
Format :
Citation style :