TBC1D25 : a new RAB21 negative regulator, and its implication in membrane trafficking

Le trafic membranaire est un processus permettant l’échange vésiculaire de molécules à l’intérieur de la cellule et avec son environnement. Ce mécanisme est nécessaire à l’homéostasie cellulaire. Conséquemment, le trafic membranaire doit être finement régulé, en partie via l’action des petites GTPases RABs. Celles-ci agissent comme interrupteurs moléculaires afin d’être activées et inactivées rapidement, leur permettant d’effectuer des fonctions liées au trafic membranaire dans la cellule. Les RABs sont également bien régulées afin de leur permettre d’osciller entre deux états d’activation : les Guanines Nucleotide Exchange Factors (GEF) activent les RABs, alors que les GTPases Activating Proteins (GAP) les désactivent. RAB21, impliquée dans plusieurs fonctions telles que la régulation de l’autophagie, de l’internalisation des intégrines 1 et du récepteur à l’EGF ainsi que dans le triage de certains cargos, est selon la littérature régulée par plusieurs GEFs. Cependant, aucune GAP n’a encore été identifiée pour RAB21. Cette étude montre que TBC1D25 est le premier régulateur négatif identifié pour RAB21. En effet, TBC1D25 interagit avec RAB21 et ce de façon catalytiquement dépendante. De plus, il est démontré que la surexpression seule de TBC1D25 était suffisante pour diminuer le niveau d’activation de RAB21 dans des cellules. La surexpression de TBC1D25 influence également la localisation de RAB21 aux endosomes précoces. Finalement, les effets de la surexpression de TBC1D25 sur les fonctions de RAB21, la régulation de l’autophagie, l’internalisation des intégrines 1 et dans le triage de certains cargos, montrent que celles-ci sont affectées négativement par TBC1D25. En somme, les résultats de cette étude indiquent que TBC1D25 régule négativement RAB21 dans plusieurs de ses fonctions.Abstract : Membrane trafficking is a process allowing the vesicular exchange of molecules within the cell and with its environment. This mechanism is necessary for cellular homeostasis. Consequently, membrane trafficking must be tightly regulated. One class of such regulator are the small RAB GTPases. Those act as molecular switches that rapidly cycle between their on and off states, allowing them to perform functions related to membrane trafficking. The cycle between their two states is finely tuned by Guanine Nucleotide Exchange Factors (GEF) that activate RABs, while GTPases Activating Proteins (GAP) deactivate them. RAB21 is involved in several functions such as the regulation of autophagy, 1 integrins and EGF receptor internalization as well as in cargo sorting. RAB21 is, according to the literature, regulated by several GEFs. However, no GAP has yet been identified for RAB21. This study shows that TBC1D25 is the very first negative regulator identified for RAB21. Indeed, TBC1D25 interacts with RAB21 in a catalytically dependent manner. In addition, it is demonstrated that overexpression of TBC1D25 alone was sufficient to decrease the level of activation of RAB21 in cells. Overexpression of TBC1D25 also influences the localization of RAB21 to early endosomes. Finally, TBC1D25 overexpression negatively affected RAB21 functions, the regulation of autophagy, the internalization of 1 integrins and cargo sorting. In sum, the results of this study indicate that TBC1D25 negatively regulates RAB21 in several of its functions