Trafic vésiculaire
Endocytose clathrine-dépendante (CME)
5. Détachement de la vésicule : fission
6. Migration de la vésicule

Dans vetopsy.fr, pour plus de clarté, nous avons divisé l'endocytose clathrine-dépendante (CME : clathrin-dependant endocytosis) en 8 étapes.

5. La scission (fission en anglais) permet au CCP de se détacher de la membrane et de former une vésicule endocytaire, i.e. transition Ω ➞ Ο.

Cette scission s'effectue grâce, en général, à la dynamine.

Remarque : Dans les deux derniers stades (4. recrutement et polymérisation de l'actine et 5. fission de la vésicule), les myosines ont aussi un rôle à jouer.

6. La vésicule migre vers l'intérieur de la cellule.

5. Détachement de la membrane

Vue d'ensemble

1. La scission ou fission est un processus de base utilisé par toutes les cellules.

2. La dynamine est une GTPase (EC 3.6.5.5) recrutée par les cages recouvertes de clathrine qui catalyse la séparation de la vésicule de la membrane à la fin de l'endocytose.

Toutefois, certaines régulations peuvent être spécifiques : la présence des protéines à domaine N-BAR, à domaine F-BAR ou de l'epsine qui courbent la membrane peut, par exemple, compenser l'absence de dynamine pour détacher la vésicule de la membrane.

Il semble que ce soit la raison pour laquelle le déshabillage ou désassemblage de la cage de clathrine n'a lieu qu'après la scission des vésicules.

Rôle de la dynamine

Les dynamines sont représentées par ( isoformes de la dynamine) :

• la dynamine 2, ubiquitaire et omniprésente,
• la dynamine 1, en grande majorité, et la dynamine 3, fortement exprimées dans les neurones.

Propriétés de la dynamine

Les dynamines ont trois propriétés majeures (Membrane fission by dynamin: what we know and what we need to know 2016).

1. Elles s'auto-oligomérisent en hélices autour d'un tube membranaire, ici le col des puits recouverts de clathrine ( oligomérisation de la dynamine).

2. Les deux autres propriétés de la dynamine sont liées à l'utilisation systématique et coopérative de l'énergie de l'hydrolyse du GTP.

• Les changements conformationnels induits par les nucléotides conduisent à une constriction du polymère et donc de la membrane en utilisant l'énergie du GTP.
• Les dynamines induisent la fission des cols membranaires.

Rôle et partenaires de la dynamine

1. La fission des pores dynamine-dépendante,i.e. ~ 5-20 nm, est bien connue et la dynamine seule peut entourer et contracter la base de la vésicule en formant des hélices.

2. Quel que soit le modèle, de nombreux partenaires, traités dans un chapitre spécial, se lient à la dynamine et leur rôle précis n'est pas bien déterminé ( liste des partenaires de liaison) et ( partenaires de fission)

• Le domaine C-terminal PRD (riche en proline et en arginine) se lie au domaine SH3 ou aux domaines BAR de nombreux partenaires de liaison.
• La courbure de la membrane générée par les protéines à domaine BAR à laquelle elle se lie pourrait induire la conformation des tétramères de dynamine.

3. La dynamine et l'actine peuvent exercer leurs forces de traction et de constriction pour générer des puits enrobés de clathrine.

Rôle de l'actine

L'actine et la dynamine sont impliquées dans la plupart des modes endocytaires dits dynamine/actine-dépendants pour contribuer à la transition Plat ➞ Λ ➞ Ω ➞ Ο.

1. Les positions relatives des activateurs du complexe Arp2/3 et des liens avec des microfilaments d'actine, et le réseau auto-organisé résultant, s'oriente pour produire des forces à la base du puits plutôt que de produire une force de pincement sur le cou ( forces en présence).

a. Les forces de pincement sont obtenues par la courbure spontanée de la couche rigide (The role of traction in membrane curvature generation 2018 et Design principles for robust vesiculation in clathrin-mediated endocytosis 2017).

Toutes les forces de constriction générées par la polymérisation de l'actine au niveau du cou se produisent avant le détachement de la membrane, i.e. dans l'étape 4.

b. Ceci est cohérent avec le fait que la réduction de la tension membranaire retarde la fission in vivo (Actin dynamics counteract membrane tension during clathrin-mediated endocytosis 2011 et Membrane Shape at the Edge of the Dynamin Helix Sets Location and Duration of the Fission Reaction 2012).

Rôles des phosphoinositides

La composition en phosphoinositides, en particulier PI(3,4)P2, d'une vésicule d'endocytose évolue tout au long de l'endocytose ( rôle des phospholipides dans l'endocytose) .

1. La formation du PI(3,4)P2, impliquant la PIK3C2α joue un rôle majeur dans le déshabillage des vésicules.

2. Pourtant, PI(3,4)P2 pourrait, selon certains auteurs, entrer déjà en lice dans la fission par le recrutement par exemple :

• des nexines (SNX), par son domaine PX,
• de la protéine FCHSD2 ( rôles de FCHSD2 dans l'endocytose).

Rôles des myosines dans
les stades 4 et 5

Par contre, des études récentes ont montré que, dans le processus de détachement de la membrane, les myosines pouvaient intervenir.

6. Migration de la vésicule vers l'intérieur de la cellule

Une fois l'invagination et l'intériorisation dans la cellule efectuées, les vésicules d'endocytose perdent leur revêtement de clathrine, ce qui va permettre leur mouvement intracytoplasmique vers les endosomes (déshabillage ou démontage des vésicules).

L'actine pourrait se réorganiser comme une queue de comète et, après la scission, pourrait éloigner la vésicule de la membrane plasmique (Structural Organization of the Actin Cytoskeleton at Sites of Clathrin-Mediated Endocytosis 2011).

7. Déshabillage de la vésicule