Comment le transport de l’ion ammonium induit la filamentation des levures

L’ammonium constitue une source majeure d’azote pour les microorganismes et les plantes. Il est également documenté chez les animaux pour son rôle dans l’homéostasie du pH et pour la toxicité de son accumulation. Les protéines de la famille Mep-Amt-Rh, comprenant les facteurs Rhésus humains, assurent le transport de ce composé au travers des membranes cellulaires.

Parmi les membres fongiques de cette famille, les protéines de transport de type Mep1 se distinguent de leurs paralogues de type Mep2 alliant une fonction de signalisation à celle de transport. Ces dernières, ainsi qualifiées de ‘transcepteurs’, sont requises pour l’induction de la filamentation chez la levure, une transition dimorphique qui permet aux cellules d’explorer leur environnement en quête de niches plus appropriées et qui est souvent cruciale pour la virulence des champignons pathogènes.

Mais le mécanisme d’action des transcepteurs Mep2 demeure inconnu. Des chercheurs de l’ULB ont montré que la propriété de signalisation des protéines Mep2 est intimement liée au mécanisme de transport. Les protéines Mep-Amt-Rh opèrent une modification du substrat reconnu en réalisant la déprotonation du NH4+ préalable au passage du NH3 au travers de leur pore hydrophobe. Mais le sort du proton H+ libéré varie. Tandis que les protéines Mep1 assurent un transport électrogénique et laissent passer le proton, les transcepteurs Mep2 réalisent un transport électroneutre.

L’existence, au sein d’une même famille, de protéines présentant différents mécanismes de transport ayant un impact opposé sur le pH intracellulaire pourrait se révéler importante pour la physiologie cellulaire et jouer un rôle dans la signalisation de la filamentation.

Cette étude est publiée dans PLoS Genetics.

Source: Biology of Membrane Transport Laboratory, Molecular Biology Department, Université Libre de Bruxelles, Gosselies, Belgium

Photographie prise par Ana Sofia Brito et reproduite avec l’autorisation du laboratoire.

Référence : Brito, A. S., Neuhauser, B., Wintjens, R., Marini, A. M., & Boeckstaens, M. (2020). Yeast filamentation signaling is connected to a specific substrate translocation mechanism of the Mep2 transceptor. PLoS Genetics. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008634