Force associée à la polymérisation d’actine. Aspects biochimiques et mécaniques. – ACTIMAG

L?évolution dynamique des filaments et des réseaux d?actine est un processus biologique fondamental impliqué dans de nombreuses fonctions cellulaires. La propriété fonctionnelle pertinente de l?actine est sa capacité d?autoassemblage via une réaction unique associée à l?hydrolyse de l?ATP. Le couplage de cette réaction à la production de force et son utilisation par la machinerie protéique contrôlant nucléation et croissance des filaments sont encore incomprises du fait de la difficulté expérimentale à maîtriser les paramètres microscopiques. Ce projet interdisciplinaire combine des approches biochimiques, physiques et théoriques pour caractériser la production de force par la polymérisation de l?actine, à l?échelle de quelques filaments. Le projet a deux buts spécifiques : 1) la détermination de la relation force-vitesse associée à la croissance d?un ou de quelques filaments et de l?influence des protéines accélérant la croissance, telles que le couple profiline/formine qui opère comme des moteurs processifs. 2) la compréhension des liens entre la force produite et l?architecture du réseau de filaments, architecture qui peut être contrôlée par la flexibilité des filaments et des points d?ancrage et aussi, par des protéines associées à l?actine produisant des réseaux branchés ou des faisceaux. Nous mettrons à profit notre expertise en biochimie et sur les colloïdes magnétiques pour développer un nouvel outil expérimental dans lequel des particules colloïdales fonctionnalisées, organisées en réseau unidimensionnel, servent à la fois de points de nucléation et de senseurs de force. Les résultats préliminaires ont montré la potentialité de cette approche expérimentale. Celle-ci sera couplée à un nouveau cadre de description théorique. Partant de résultats récents de physique statistique sur les systèmes hors d?équilibre, nous étudierons le rôle de l?hydrolyse de l?ATP et les effets collectifs impliqués dans la conversion d?énergie chimique en énergie mécanique. Finalement, nous pensons que cette nouvelle approche expérimentale permettra d'éclaircir la compréhension de la génération de force par la polymérisation de l?actine.