Une moisson de nouvelles structures de mTORC1

Coup de projecteur sur les GTPases Rag

New structures of mTORC1: Focus on Rag GTPases

CNRS, LBPA, UMR 8113,École normale supérieure Paris-Saclay, Université Paris-Saclay, 4 avenue des Sciences, 91190 Gif-sur-Yvette, France

^* agata.maalouf@ens-paris-saclay.fr
^** jacqueline.cherfils@ens-paris-saclay.fr

Résumé

mTORC1 est un acteur central de la croissance cellulaire, un processus étroitement régulé par la disponibilité de nutriments et qui contrôle diverses étapes du métabolisme dans la cellule normale et au cours de maladies, comme les cancers. mTORC1 est un complexe multiprotéique de grande taille constitué de nombreuses sous-unités, parmi lesquelles deux types de GTPases, Rag et RheB, contrôlent directement sa localisation membranaire et son activité kinase. Dans cette revue, nous faisons le point sur une moisson de structures récentes, déterminées pour la plupart par cryo-microscopie électronique, qui sont en passe de reconstituer le puzzle de l’architecture de mTORC1. Nous discutons ce que ces structures révèlent sur le rôle des GTPases, et ce que leur connaissance ouvre comme perspectives pour comprendre comment mTORC1 fonctionne à la membrane du lysosome.

Abstract

mTORC1 is a central player in cell growth, a process that is tightly regulated by the availability of nutrients and that controls various aspects of metabolism in the normal cell and in severe diseases such as cancers. mTORC1 is a large multiprotein complex, composed of the kinase subunit mTOR, of Ragulator, which attaches mTOR to the lysosome membrane, of the atypical Rag GTPases and the small GTPase RheB, whose nucleotide states directly dictate its localization to the lysosome and its kinase activity, and of RAPTOR, an adaptor that assembles the complex. The activity of the Rag GTPases is further controlled by the GATOR1 and folliculin complexes, which regulate their GTP/GDP conversion. Here, we review recent structures of important components of the mTORC1 machinery, determined by cryo-electron microscopy for the most part, which allow to reconstitute the architecture of active mTORC1 at near atomic resolution. Notably, we discuss how these structures shed new light on the roles of Rag GTPases and their regulators in mTORC1 regulation, and the perspectives that they open towards understanding the inner workings of mTORC1 on the lysosomal membrane.