La myosine 1b et le development neuronal – AxoMyo

En dépit de progrès notables obtenus ces dernières décennies, comprendre comment les axones sont formés reste une question fondamentale à résoudre nécessitant une approche pluridisciplinaire. Des progrès substantiels ont été faits pour comprendre le rôle des microtubules et leurs moteurs ainsi que la répartition spatio-temporelle des récepteurs de guidance. En revanche nos connaissances sur le rôle du cytosquelette d'actine et les myosines sont encore très fragmentées. Nos données préliminaires suggèrent qu’une myosine 1 des vertébrés, la myosine 1b (Myo1b) est nécessaire pour la formation des axones des neurones de l’hippocampe en culture. Nous avons aussi observé que Myo1b interagit avec un récepteur de la nétrine, UNC5 ainsi qu’avec un membre d'une nouvelle famille de protéines MAX-1, caractérisé par des motifs PH et FERM et impliqué dans le guidage axonal induit par l’interaction netrin/UNC5. Le but de notre projet est d’identifier la fonction de Myo1b pour la formation des axones et la polarité neuronale en relation avec UNC5 et MAX-1 et d’élucider le mécanisme moléculaire par lequel Myo1b fonctionne.

Comme les autres myosines 1 Myo1b couple mécaniquement le cytosquelette d’actine à la membrane plasmique, ainsi que celle des endosomes et du réseau trans-Golgien. Nos données récentes indiquent que Myo1b régule le trafic membranaire le long des voies d'endocytose et d’exocytose en remodelant la membrane de ces organites (Almeida et al. 2011 NCB). Nous avons également démontré que Myo1b associé à un liposome géant (Giant Unilamellar vésicule) via PI4,5P2 peut étirer des tubes membranaires le long de faisceaux d'actine (Yamada et al. 2014 Nature Com.).

Etant donné le rôle de Myo1b dans le trafic membranaire, sa capacité à coupler la membrane au cytosquelette d'actine et à générer une force mécanique ainsi qu’à réguler la formation de réseau d’actine, Myo1b peut contribuer à l’établissement de la polarité neuronale de plusieurs façons : 1) en régulant le trafic intracellulaire Myo1b peut contribuer au transport polarisé des protéines membranaires comme UNC5 ; 2) en régulant la polymérisation de l'actine Myo1b peut contribuer à la formation de l'axone ; 3) en couplant la membrane plasmique au réseau d’actine et en contrôlant la tension membranaire, Myo1b peut contribuer à l'allongement du neurite qui formera un axone.

Afin d’élucider le mécanisme moléculaire par lequel Myo1b contrôle la formation des axones et la polarité neuronale nous proposons trois objectifs : 1) identifier le processus cellulaire auquel Myo1b contribue pour l’axogenèse ainsi que le rôle de son interaction avec UNC5 et MAX-1 pour cette fonction. 2) En plus d'étudier le rôle de l'interaction deMyo1b avec UNC5 et MAX-1 pour l’axogenèse, nous proposons d'identifier d'éventuels nouveaux partenaires de Myo1b et d’élucider la structure du domaine queue de Myo1b impliqué dans ces interactions et son interaction avec la membrane. 3) d'étudier in vivo le rôle de myo1b pour le développement du cerveau et des axones chez le poisson zèbre.

Nous développerons une approche pluridisciplinaire allant de la biologie cellulaire, à la cristallographie et la génétique chez le poisson zèbre. L'équipe de Evelyne Coudrier (Institut Curie UMR144) réalisera les expériences de biologie cellulaire et développera les outils cellulaires et moléculaires nécessaires à cette étude. L'équipe de Filippo Del Bene (Institut Curie UMR3215) développera un modèle de poisson zèbre pour étudier le rôle de Myo1b dans axogenèse in vivo et l'équipe d'Anne Houdusse (Institut Curie UMR144) réalisera l’étude structurale de ce moteur moléculaire.