Description

PQLC2, le transporteur lysosomale d’acides aminés cationiques [1, 2], a été récemment identifié comme un capteur cellulaire du contenu en acides aminés, traduisant les niveaux cellulaires d’acides aminés en réponses cellulaires, y compris un rôle régulateur dans la signalisation mTORC1, une voie centrale pour la régulation de la croissance et du métabolisme cellulaire. L’élément clé reliant la détection des acides aminés par PQLC2 à sa réponse de signalisation en aval est la liaison du complexe protéique de signalisation cytosolique CSW à la membrane lysosomale en réponse à une carence en acides aminés cationiques [3, 4]. Ce complexe comprend les protéines activatrices de GTPase C9ORF72 et SMCR8, ainsi que WDR41, qui sert d’ancrage reliant PQLC2 au complexe CSW [3, 4]. La localisation lysosomale de CSW régule des processus cellulaires clés, notamment l’autophagie, la biogenèse des lysosomes, l’activité des récepteurs Toll-like et la signalisation mTORC1 [3]. Il est notable qu’une expansion de répétitions hexanucléotidiques dans C9ORF72 constitue une cause génétique majeure de la sclérose latérale amyotrophique et de la démence frontotemporale. Dans notre laboratoire, nous cherchons à élucider le mécanisme par lequel PQLC2 détecte les niveaux cellulaires d’acides aminés, en décryptant les bases moléculaires de l’interaction PQLC2/WDR41 — essentielle au recrutement lysosomial du complexe CSW — et en explorant l’interdépendance entre l’activité de transport de PQLC2 et sa fonction de récepteur [5]. Ce projet de thèse comporte deux objectifs principaux: (a) Purifier et isoler un complexe PQLC2/WDR41 stable en solution pour déterminer sa structure 3D par cryo-microscopie électronique à particule unique; et (b) caractériser l’activité de transport de PQLC2 et sa régulation par WDR41 par des mesures électrophysiologiques dans un système reconstitué en liposomes.Les résultats de cette thèse établiront de nouveaux liens entre le rôle de PQLC2 dans la détection des acides aminés et la signalisation lysosomale. De plus, ils révéleront de nouvelles connexions entre les propriétés fonctionnelles de PQLC2 et deux maladies neurodégénératives, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles opportunités thérapeutiques.

Compétences requises

Nous recherchons un·e candidat·e motivé·e, souhaitant apprendre différentes techniques complémentaires pour atteindre un objectif ambitieux. Une expérience préalable dans la production de protéines recombinantes chez des hôtes hétérologues (comme E. coli, la levure ou les cellules d’insectes) serait un atout. Des connaissances pratiques en purification de protéines sont également appréciées. Une expérience en clonage d’ADN et en culture de cellules mammifères serait un plus, mais n’est pas obligatoire. Le·a candidat·e devra comprendre et s’exprimer en anglais, car cette langue sera utilisée au quotidien dans notre laboratoire.

Bibliographie

(1) Jézégou et al., Heptahelical protein PQLC2 is a lysosomal cationic amino acid exporter underlying the action of cysteamine in cystinosis therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, E3434-43 (2012).

(2) Leray et al., Arginine-selective modulation of the lysosomal transporter PQLC2 through a gate-tuning mechanism. Proc. Natl. Acad. Sci. 118, e2025315118 (2021).

(3) Amick et al., PQLC2 recruits the C9orf72 complex to lysosomes in response to cationic amino acid starvation. J.Cell Biol. 219, e201906076 (2020).

(4) Talaia et al., Receptor-like role for PQLC2 amino acid transporter in the lysosomal sensing of cationic amino acids. Proc. Natl. Acad. Sci. 118, e2014941118 (2021).

(5) DeJesus-Hernandez M et al. Expanded GGGGCC hexanucleotide repeat in noncoding region of C9ORF72 causes chromosome 9p-linked FTD and ALS. Neuron 72(2):245-56 (2011).

(6) Jamal L. Structural and functional characterization of the lysosomal amino acid transporter PQLC2. PhD Thesis. University Paris-Saclay. 2024

(7) Lamy et al., ATP2, The essential P4-ATPase of malaria parasites, catalyzes lipid-stimulated ATP hydrolysis in complex with a Cdc50 β-subunit. Emerg. Microbes Infect. 10, 132–147 (2021).

(8) Clarke RJ. The SURFE2R (surface electrogenic event reader): from fundamental research to commercial product. Biophys Rev. 17(3):809-827 (2025).

(9) Amick J, Ferguson SM. C9orf72: At the intersection of lysosome cell biology and neurodegenerative disease. Traffic. 2017; 18: 267–276.

Mots clés

signalisation lysosomale, transcepteur d'acides aminés, PQLC2, WDR41, cryo-microscopie électronique