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# Biologie # Biologie cellulaire

Le rôle de TXNIP dans la gestion des acides aminés

TXNIP régule le transport des acides aminés, influençant la croissance cellulaire et la quiescence.

Jennifer Kahlhofer, Nikolas Marchet, Brigitta Seifert, Kristian Zubak, Madlen Hotze, Anna-Sophia Egger, Claudia Manzl, Yannick Weyer, Sabine Weys, Martin Offterdinger, Sebastian Herzog, Veronika Reiterer, Marcel Kwiatkowski, Saskia B. Wortmann, Siamak Nemati, Johannes A. Mayr, Johannes Zschocke, Bernhard Radlinger, Kathrin Thedieck, Lukas A. Huber, Hesso Farhan, Mariana E.G. de Araujo, Susanne Kaser, Sabine Scholl- Bürgi, Daniela Karall, David Teis

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TXNIP : La clé de TXNIP : La clé de l'équilibre des acides aminés influençant la croissance et la santé. TXNIP gère les acides aminés,
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Les acides aminés sont les briques de base des protéines, et ils jouent un rôle crucial dans tout, de la construction musculaire à la production d'hormones. Nos corps ont 20 acides aminés essentiels dont on a besoin pour survivre. Les cellules doivent gérer ces acides aminés avec soin, s’assurant qu'elles en ont assez sans en abuser, un peu comme quand tu gères tes en-cas pendant une soirée cinéma - trop peu et tu crèves la dalle, trop et tu roules du canapé !

Transport des Acides Aminés

Pour garder le bon équilibre des acides aminés, les cellules utilisent des protéines spéciales appelées Transporteurs. Chez les humains, il y a au moins 66 de ces transporteurs, qui appartiennent à différentes familles. Pense à ces transporteurs comme des camions de livraison d'acides aminés, apportant le bon stuff dans la cellule et sortant les déchets quand c'est nécessaire. Si quelque chose ne va pas avec ces transporteurs, ça peut mener à des maladies, tout comme un camion de livraison cassé peut ruiner une bonne soirée pizza.

Croissance Cellulaire et Acides Aminés

Quand les cellules sont occupées à se diviser et à grandir, elles ont besoin de plus d'acides aminés. C'est surtout vrai pour les cellules cancéreuses, qui passent en mode turbo. Elles augmentent le nombre de transporteurs à leur surface pour absorber tous les acides aminés comme une éponge. Mais quand les cellules prennent une pause de croissance - ce qu'on appelle la quiescence - elles doivent réduire leur consommation d'acides aminés. C'est comme passer d'un buffet à une assiette sur petites portions quand tu n'as plus trop faim.

Le Mystère des Cellules Quiescentes

Dans un état de repos, les cellules se rétrécissent un peu et ralentissent leur activité. Elles doivent trouver un moyen de consommer moins d'acides aminés, mais comment elles font ça reste un peu mystérieux. C'est comme essayer de savoir comment garder ton frigo bien rempli avec juste la bonne quantité de nourriture quand tu es au régime.

Le Rôle de Txnip

C'est là que TXNIP entre en jeu. TXNIP est comme le manager des transporteurs d'acides aminés. Il aide à retirer ces transporteurs de la surface des cellules quand celles-ci entrent dans l'état Quiescent. Ça veut dire qu'il y a moins de camions de livraison sur la route, ce qui entraîne moins d'acides aminés absorbés.

En termes simples, TXNIP est comme un videur à la boîte de nuit, s'assurant que seule la bonne quantité d'invités (acides aminés) entre quand la fête (croissance cellulaire) commence à ralentir.

TXNIP et Endocytose

TXNIP fonctionne à travers un processus appelé endocytose, où la cellule entoure les transporteurs et les tire à l'intérieur. Ce processus nécessite un petit coup de main de protéines spécifiques. C'est un peu comme enlever les décorations après une fête - t'as besoin des bons outils pour tout enlever des murs.

Observer les Changements

Les chercheurs ont découvert que quand les cellules sont privées de sérum mais ont des acides aminés disponibles, elles commencent à changer. La quantité de certains transporteurs d'acides aminés diminue, ce qui indique que les cellules s'adaptent à leur état quiescent. Ce comportement est similaire dans différents types de cellules, renforçant l'idée que TXNIP joue un rôle central dans divers systèmes cellulaires.

Que Se Passe-t-il en Cas de Famine

Quand les cellules sont sans sérum pendant un moment, elles rétrécissent et réduisent leur activité. Dans des études, les scientifiques ont remarqué une diminution des niveaux de certains transporteurs à la surface des cellules. C'est comme quand tu décides de faire du tri dans ton placard et que tu finis par te débarrasser de vêtements que tu n'as pas portés depuis des lustres.

Le Rôle de TXNIP en Cas de Famine

Pendant la famine de sérum, les niveaux de TXNIP augmentent en fait. Cette augmentation signale le besoin de retirer les transporteurs d'acides aminés, montrant que la cellule réduit son apport. Imagine une usine qui réduit son personnel pendant une période calme - elle garde seulement ce qui est nécessaire pour continuer à fonctionner.

Résultats avec Déficience en TXNIP

Les scientifiques ont découvert que sans TXNIP, les cellules ne peuvent pas retirer efficacement les transporteurs. Cela entraîne finalement trop d'acides aminés s'accumulant à l'intérieur de la cellule, un peu comme le fait de garder des trucs dont on ne se sert pas.

Chez un patient avec une mutation rare menant à une déficience en TXNIP, les chercheurs ont trouvé que la régulation des acides aminés était déséquilibrée, entraînant divers problèmes de santé. C'est comme essayer de faire un gâteau sans bien mesurer les ingrédients - les résultats peuvent être chaotiques !

Expérimentations avec des Modèles Cellulaires

Pour mieux comprendre le transport des acides aminés, les scientifiques ont utilisé un type de cellules épithéliales rétiniennes humaines. Ils ont traité ces cellules avec du sérum puis les ont privées de sérum pour voir comment elles s’adaptaient. En analysant leurs phases de croissance, ils pouvaient voir comment les cellules géraient leur apport en acides aminés.

Analyser le Comportement Cellulaire

À travers divers tests, les scientifiques ont vérifié à quel point les transporteurs d'acides aminés fonctionnaient bien. Ils ont constaté que certains transporteurs diminuaient en nombre pendant la quiescence, tandis que d'autres restaient constants. Cela a mis en avant comment les cellules s'ajustaient en fonction de leur environnement.

Visualiser les Transporteurs

Avec des techniques d'imagerie avancées, les chercheurs ont pu voir les transporteurs à la surface des cellules. Ils ont noté que lorsque les cellules étaient privées de nourriture, ces transporteurs étaient effectivement retirés de la surface, affirmant davantage le rôle de TXNIP dans la régulation de ce processus.

Dynamique des Transporteurs

Ils ont même traité les cellules avec des substances qui bloquaient le processus de recyclage, montrant la nécessité de l'endocytose pour retirer les transporteurs. Les résultats ont montré que lorsque le processus de recyclage normal était perturbé, les transporteurs restaient plus longtemps qu'ils ne le devraient, comme des invités qui prolongent leur séjour à une fête.

Comprendre la Fonction de TXNIP

Les chercheurs ont aussi étudié comment TXNIP interagit avec d'autres protéines qui contrôlent le processus d'endocytose. Ils ont découvert que TXNIP utilise des régions spéciales pour se lier à la machinerie endocytaire, soulignant son importance dans la régulation du transport des acides aminés.

Examiner les Mutations de TXNIP

Chez des patients avec des mutations de TXNIP, les effets sur les transporteurs sont devenus encore plus évidents. Les cellules dérivées de patients ont montré que sans TXNIP fonctionnel, les transporteurs n'étaient pas retirés de la surface comme ils le devraient. Cela a mené à divers problèmes avec l'équilibre des acides aminés, montrant l'importance d'un bon fonctionnement de TXNIP pour la santé cellulaire.

L'Influence de TXNIP sur la Croissance Cellulaire

Les résultats ont aussi indiqué que le rôle de TXNIP allait au-delà de la simple gestion des acides aminés ; il influençait également la croissance cellulaire globale. Les cellules avec des déficiences en TXNIP avaient tendance à croître plus vite, un peu comme des enfants qui sautent le brocoli et passent directement au dessert - super à court terme mais pas le mieux pour la santé sur le long terme.

La Connexion avec le Cycle Cellulaire

Alors que les cellules passaient d'une phase de croissance à une autre, les scientifiques ont remarqué l'influence de TXNIP sur le cycle cellulaire. Les cellules qui ne pouvaient pas réduire correctement les niveaux de transporteurs avaient plus de chances de passer rapidement à travers le cycle cellulaire, illustrant comment les nutriments impactent la croissance.

La Vue d’Ensemble

Les implications de cette recherche sont significatives, pas seulement pour comprendre la biologie cellulaire mais aussi pour la santé humaine. En comprenant comment TXNIP fonctionne dans la régulation du transport des acides aminés, on peut mieux comprendre les maladies métaboliques liées aux déséquilibres d'acides aminés.

Conclusion : Rassembler le Tout

En résumé, TXNIP joue un rôle vital dans le contrôle de la gestion des acides aminés par les cellules, surtout pendant les périodes de croissance et de quiescence. Il s'assure que les cellules ne se surchargent pas d'acides aminés quand elles n'en ont pas besoin, maintenant tout en équilibre. Comme dans la vie, il s'agit de trouver les bonnes proportions - trop d'une bonne chose peut mener au chaos.

En étudiant TXNIP, les chercheurs découvrent non seulement les nuances du comportement cellulaire mais aussi des voies potentielles pour traiter les troubles métaboliques chez l'humain. Alors la prochaine fois que tu penses aux acides aminés, souviens-toi des rôles essentiels qu'ils jouent et comment les cellules gèrent leur apport avec l'aide du fiable TXNIP !

Source originale

Titre: TXNIP mediates LAT1/SLC7A5 endocytosis to reduce amino acid uptake in cells entering quiescence

Résumé: Entry and exit from cellular quiescence require dynamic adjustments in nutrient acquisition, yet the mechanisms by which quiescent cells downregulate amino acid (AA) transport remain poorly understood. Here, we demonstrate that cells entering quiescence select plasma membrane-resident AA transporters for endocytosis and lysosomal degradation, to match AA uptake with reduced translation. We identify the -arrestin TXNIP as a key regulator of AA uptake during quiescence, since it mediates the endocytosis of the SLC7A5-SLC3A2 (LAT1-4F2hc) transporter complex in response to reduced AKT signaling. Mechanistically, TXNIP interacts with HECT-type ubiquitin ligases to facilitate transporter ubiquitination. Loss of TXNIP disrupts this regulation, resulting in dysregulated AA uptake, sustained mTORC1 signaling, and accelerated quiescence exit. A novel TXNIP loss-of-function mutation in a patient with severe metabolic disease further supports its role in nutrient homeostasis and human health. These findings highlight TXNIPs role in controlling SLC7A5-SLC3A2 mediated AA acquisition with implications for quiescence biology and disease.

Auteurs: Jennifer Kahlhofer, Nikolas Marchet, Brigitta Seifert, Kristian Zubak, Madlen Hotze, Anna-Sophia Egger, Claudia Manzl, Yannick Weyer, Sabine Weys, Martin Offterdinger, Sebastian Herzog, Veronika Reiterer, Marcel Kwiatkowski, Saskia B. Wortmann, Siamak Nemati, Johannes A. Mayr, Johannes Zschocke, Bernhard Radlinger, Kathrin Thedieck, Lukas A. Huber, Hesso Farhan, Mariana E.G. de Araujo, Susanne Kaser, Sabine Scholl- Bürgi, Daniela Karall, David Teis

Dernière mise à jour: 2024-12-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620655

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620655.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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