Blanc SVSE 2 - Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Biologie cellulaire, développement

Biologie cellulaire et structurale des interactions entre les GTPases de la famille et les moteurs moléculaires – Motorab

Biologie cellulaire et biologie structurale

Task 1: - We have determined the 2.0Å and 2.2Å resolution crystal structure of Rab6A in complex with RK6 fragment (Rab6-binding domain) and of Rab6A’ in complex with R6K fragment, respectively. - We have also determined a crystal structure of Rab6A’ A87E:R6K complex. - Several shorter Myosin IIA fragments have been designed, cloned and purified using different affinity tags.
Task 2: - We have been working on shortening Rabk6 and Myosin II fragments responsible for the protein complex formation using combination of cell biology and biochemistry approaches. - We have produced several fragments of each protein in bacterial cells that are ready to be tested.
Task 3: - We are currently testing the in vivo effects (Golgi morphology, transport assays) of mutations in RK6 and Myosin IIA that impair interactions with Rab6, and of mutations that impair RK6/Myosin IIA interaction.
Task 4: - Several Myosin Vb fragments that interact with Rab6 have been produced and purified. We have designed a new set of minimal Myosin Vb constructs potentially interacting with Rab6 whose production is ongoing. - The recombinant human Myosin Vb cargo-binding domain (CBD) fragment and human Rab11A have been produced and purified. The crystal structure model of the complex has been built and its refinement is ongoing.
Task 5: - We have mapped the domains of Myosin Vb that interact with Rab6, Rab8 or Rab11. - We are currently expressing these domains to test their effects on transport markers.
Task 6: - We have completed a study on Myosin Va, a protein closely related to Myosin Vb. These results indicate that myosin Va is a major regulator of the topology of membrane compartments belonging to the endocytic recycling and post-Golgi secretory systems. A manuscript will be soon sent for publication.

We expect to be the firsts to solve the 3D structure of a Rab GTP-ase in complex with a motor protein.

Une en préparation

Résumé de soumission

Le transport intracellulaire est une fonction essentielle de la cellule eucaryote à laquelle participe un grand nombre de protéines. Parmi elles, les GTPases de la famille Rab (plus de soixante exprimées chez l’Homme) jouent un rôle majeur de régulation. Localisées sur la face cytoplasmique de tous les organelles, ces protéines cyclent entre une forme inactive (liée au GDP) et une forme active (liée au GTP). Un cycle d’association/dissociation des membranes se surimpose au cycle GDP/GTP. Les GTPases de la famille Rab régulent les différentes étapes des événements de transport (formation des vésicules de transport, mouvement de ces vésicules le long des éléments du cytosquelette, processus d’ancrage/fusion avec les membranes cibles). Elles jouent aussi un rôle très important dans la formation de domaines membranaires sur les compartiments intracellulaires.

Pour accomplir leurs multiples fonctions, les protéines Rab interagissent avec de nombreuses classes d’effecteurs. Ce projet porte sur une de ces classes d'effecteurs, les moteurs moléculaires de la famille des kinesines, dynéines et myosines. Notre groupe fût le premier à caractériser une interaction entre une protéine Rab (Rab6) et un moteur de type kinésine (Rabkinésine-6/MKlP2/KIF20A). Depuis, plusieurs moteurs moléculaires ont été caractérisés comme effecteurs des protéines Rab. Il est généralement admis que les protéines Rab participent soit au recrutement des moteurs sur les membranes et/ou à la régulation de leur activité. Cependant, les preuves directes pour ces fonctions n’ont pas encore été clairement établies.

L’objectif général de ce projet est de combiner des approches de biologie cellulaire et de biologie structurale pour comprendre les bases fonctionnelles des interactions entre trois GTPases de la famille Rab (Rab6, Rab8 et Rab11) et plusieurs moteurs de type kinesine et myosine. Il associe deux groupes de l’UMR 144 à l’Institut Curie de Paris qui possèdent chacun dans leur domaine de solides compétences (Bruno Goud pour les GTPases de la famille Rab et Anne Houdusse pour la structure des moteurs moléculaires).

Coordination du projet

Bruno Goud (INSTITUT CURIE - SECTION DE RECHERCHE) – bruno.goud@curie.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INSTITUT CURIE - UMR 144 INSTITUT CURIE - SECTION DE RECHERCHE
INSTITUT CURIE - UMR 144 INSTITUT CURIE - SECTION DE RECHERCHE

Aide de l'ANR 550 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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