Parutions

 

Identification du premier exportateur animal de phosphate

 

Le premier exportateur de phosphate chez les métazoaires vient d'être identifié par une équipe de l'Institut de génétique moléculaire de Montpellier (IGMM, CNRS/Universités Montpellier 1 et 2). Cette découverte publiée dans Cell Reports ouvre un nouveau champ d'application dans le métabolisme du phosphate et les physiopathologies qui lui sont associées. Ce travail a été effectué avec la participation d'un chercheur du Centre de recherche de biochimie macromoléculaire (CNRS/Universités Montpellier 1 et 2).

 

Le phosphate se trouve parmi les minéraux les plus abondants de notre organisme. Formé par l'association de phosphore et d'oxygène, il est un élément clé des constituants biologiques et des équilibres physiologiques. En effet, c'est l'addition ou la soustraction de phosphate qui sert de balance énergétique entre l'ADP et l'ATP ou qui, respectivement par l'intermédiaire des kinases et des phosphorylases, active ou désactive nombre de complexes protéiques et protéines de régulation. Le phosphate est aussi l'un des composants de base de l'ADN et de l'ARN, ainsi que le contrepoids ionique du calcium dans les tissus.

Des dérèglements de la concentration en phosphate sont ainsi associés à des pathologies sévères comme l'insuffisance rénale ou les maladies intestinales et osseuses telles que des calcifications avec troubles des systèmes cardio-vasculaire et neuromusculaire pouvant aboutir à des paralysies périphériques. Il est donc primordial de connaître les acteurs cellulaires responsables des échanges de phosphate entre les cellules de l'organisme et leur milieu. Curieusement, alors que plusieurs molécules assurant l'entrée du phosphate dans les cellules ont déjà été décrites, aucune molécule permettant sa sortie n'avait encore été identifiée chez les vertébrés ou dans l'ensemble du monde animal, c'est-à-dire chez les métazoaires. En partant des rétrovirus, qui utilisent les transporteurs de nutriments comme portes d'entrée dans les cellules, l'équipe de Marc Sitbon et Jean-Luc Battini, tous deux chercheurs Inserm à l'IGMM, vient tout juste d'identifier le premier exportateur animal de phosphate et de mettre au point un outil de régulation de son activité.

Il y a dix ans, les chercheurs ont découvert qu'un transporteur de glucose, Glut1, servait de récepteur au rétrovirus HTLV, l'un des deux rétrovirus qui infectent l'Homme (*). D'autres travaux ont en parallèle montré que des importateurs de phosphate étaient également utilisés par des rétrovirus de souris, de koala ou de singe gibbon. Les chercheurs se sont penchés sur le récepteur XPR1 utilisé par des rétrovirus de souris, les MLV xénotropes, pour entrer dans des cellules humaines en culture. Ayant remarqué que XPR1 comprend un domaine particulier, appelé SPX, retrouvé dans plusieurs molécules de plantes et de levure associées à différents niveaux à la chaîne du phosphate, les chercheurs ont exploré un rôle éventuel de XPR1 dans le transport de ce nutriment essentiel. Ils ont ainsi montré que la déplétion de XPR1 provoque une diminution de l'export du phosphate dans le milieu de culture cellulaire et que la réintroduction de XPR1 dans ces cellules rétablit l'efflux de phosphate. XPR1 était donc la molécule, longtemps recherchée, qui assure spécifiquement la sortie du phosphate de la cellule. Les chercheurs ont alors utilisé avec succès l'enveloppe du virus murin pour détecter ce nouvel exportateur de phosphate et mettre en évidence la généralisation de sa présence, des cellules souches aux lignées différenciées. A partir du morceau de l'enveloppe rétrovirale qui lie XPR1, ils ont également mis au point un peptide soluble traçable, XBRD, qui inhibe l'activité de XPR1.

Enfin, Donatella Giovannini et Jawida Touhami, respectivement post-doctorante et ingénieur à l'IGMM, ont montré que le récepteur XPR1 d'autres espèces, du poisson zèbre à la drosophile, exerçaient la même fonction d'exportateur de phosphate. Cette conservation de fonction et de mécanisme d'action, ainsi que son expression ubiquitaire, sont autant d'éléments qui confirment le rôle majeur de ce transporteur. L'importance de la concentration plasmatique en phosphate, notamment dans la résorption osseuse, l'absorption intestinale ou la réabsorption rénale, font de XPR1 et de son inhibiteur XRBD de nouveaux outils d'étude et d'intervention sur l'homéostasie du phosphate et les diverses pathologies qui lui sont associées.

 

 

Figure : Cellules rénales observées en microscopie confocale. Les noyaux apparaissent en magenta et les molécules exportatrices de phosphate en vert. © IGMM, Donatella Giovannini

 

 

Note

• (*) The ubiquitous glucose transporter GLUT-1 is a receptor for HTLV, Nicolas Manel, Felix Kim, Sandrina Kinet, Naomi Taylor, Marc Sitbon, Jean-Luc Battini, Cell (2003), 115(4):449-459, doi:10.1016/s0092-8674(03)00881-x.
  

 

En savoir plus

• Inorganic phosphate export by the retrovirus receptor XPR1 in metazoans, Donatella Giovannini, Jawida Touhami, Pierre Charnet, Marc Sitbon, Jean-Luc Battini, Cell Reports (2013), 3(6), 1866-1873, doi:10.1016/j.celrep.2013.05.035.
  

 

Contact chercheurs

• Marc Sitbon
  
• Jean-Luc Battini
  Institut de génétique moléculaire de Montpellier (IGMM)
  UMR5535 CNRS/Universités Montpellier 1 et 2
  1919 Route de Mende
  34293 Montpellier Cedex 5