Implication de la protéine kinase AMP-dépendante dans le contrôle de la masse musculaire : régulation de l’autophagie
Résumé
Skeletal muscle mass is depending upon a dynamic balance between anabolic and catabolic processes. At a cellular level, two major signaling pathways are involved: the transcription factors FoxO related pathway, implicated in the control of protein breakdown systems(ubiquitin-proteasome system and autophagy), and the IGF-1/Akt/mTORC1 pathway associated with the canonic pathway of protein synthesis. We show in muscle cells that theAMP-activated protein kinase (AMPK) decreases the mTORC1 pathway activity and simulate subiquitin-proteasome and autophagy systems in a FoxO3-dependant manner. Furthermore,we identify Ulk1 as a new interacting partner of AMPK, which plays a major role in the autophagy induction. Moreover, we demonstrate the key role of the eukaryotic translation initiation factor eIF3f in hypertrophy induction and in the associated increase of the mTORC1activity. In addition, we show that the overexpression of an eIF3f mutant resistant to the degradation is associated with a protection against muscle atrophy.
Le contrôle de la masse musculaire est sous la dépendance d'un équilibre entre les processus de synthèse et de dégradation. Sur le plan cellulaire, deux voies signalétiques majeures sont impliquées : la voie des facteurs de transcription de la famille FoxO qui contrôle l'expression des gènes impliqués dans les systèmes de dégradation (système ubiquitine-protéasome et autophagie), et la voie IGF-1/Akt/mTORC1 qui représente la voie majeure de la synthèse protéique. Nos travaux mettent en évidence, sur des cellules musculaires le rôle de la protéine kinase AMP-dépendante (AMPK) qui inhibe l'activité de la voie mTOR et régule les systèmes ubiquitine-protéasome et autophagiques de manière FoxO3 dépendante. Une nouvelle cible de l'AMPK a également été identifiée : la protéine Ulk1 qui possède une fonction clé dans l'activation de l'autophagie. Par ailleurs, nous avons montré le rôle centraldu facteur d'initiation à la traduction eIF3f dans l'induction de l'hypertrophie, et dans l'augmentation de l'activité de la voie mTORC1 associée. De plus, nous montrons que la surexpression d'un mutant d'eIF3f résistant à la dégradation est associée à une protection effective contre l'atrophie.