Décoding the functions of spatio-temporal Src signaling patterns in migration and invasion by optogenetic approach

Les cellules détectent et intègrent une multitude de signaux d'instruction provenant de leur microenvironnement via un ensemble de récepteurs transmembranaires. Ces informations sont ensuite collectées au niveau des nœuds de signalisation intracellulaires pour être ensuite dispersées en cascades de signalisation afin de déterminer la destinée cellulaire. La manière dont un nœud de signalisation peut interpréter plusieurs stimuli et transmettre de manière spatio-temporelle les informations appropriées restent incomprises. Le proto-oncogène c-Src est une tyrosine kinase pléiotrope, un nœud signalisation essentiel au pilotage de nombreux processus cellulaires, tels que la migration, l'invasion, la dégradation et la division cellulaire. Nous avons développé une approche synthétique pour explorer la relation entre la structure de la SRC et la multiplicité des processus cellulaires qu’elle régule. Notre approche a abouti au découplage des différents modules composant la protéine SRC afin de comprendre l’impact de chacun d’eux sur son activité dans l’espace et dans le temps. Notre approche pour contrôler plusieurs états de la conformation SRC était la conception d’un OptoSrc capable à la fois de former des oligomères et d’être recruté à la membrane plasmique. Pour ce faire, nous avons modifié la structure de la SRC afin qu'elle soit potentiellement active dans le noir et nous l'avons fusionnée avec le CRY2 sensible à la lumière. La stimulation lumineuse induit l'hétérodimérisation CRY2 avec un CIBN ancré à la membrane plasmique et son homo-oligomérisation et déclenche une relocalisation de l’OptoSrc à la membrane plasmique ou son oligomérisation. Ce double système a permis de générer deux types de mobilitéz différentes au sein des adhérences focales à deux destins différents, la formation de lamellipodes dans un cas et la formation d’invadosomes dans l’autre.Cells sense and integrate a multitude of instructional signals from their microenvironment through a diverse set of transmembrane receptors. This information is then collected at intracellular signaling nodes to later disperse down signaling cascades to drive cell fate. How one signaling node can interpret multiple stimuli and spatio-temporally transmit the appropriate information remains poorly understood. The proto-oncogene c-Src is a pleiotropic tyrosine kinase, is one such node essential for driving many cellular processes, such as migration, invasion, degradation, and cell division. We developed a synthetic approach to explore the relationship between SRC structure and the multiplicity of cellular processes it regulates. Our approach resulted in the decoupling of the different modules composing SRC protein to understand how each of them impacts its activity in space and time. Our approach to control multiple state of SRC conformation was the design of an OptoSrc both capable of forming oligomers and to be recruited at the plasma membrane. To do so, we modified SRC structure to be potentially active in the dark and fused it with light sensitive CRY2. Light stimulation induces CRY2 hetero-dimerization with a CIBN anchored at the plasma membrane and its homo-oligomerisation triggering relocalization of OptoSrc at the plasma and/or its oligomerization. This system generated two different type of mobility of OptoSrc inside focal adhesion inducing two different adhesion fates, the formation of invadosome in one case and the formation of lamellipodia on the other