Coordination de la dynamique des microtubules et du cytosquelette d'actine par le Rho GEF Trio – MT-Trio

La coordination entre le remodelage du cytosquelette d'actine et la dynamique des microtubules (MT) est d'une importance fondamentale, puisque de nombreux processus biologiques reposent sur une parfaite coordination entre ces deux réseaux. Nous avons obtenu des données suggérant l'existence d'un nouveau lien entre la coordination de ces deux réseaux, impliquant une régulation locale de la signalisation GTPasique par des complexes comprenant le RhoGEF Trio et des protéines associées aux MTs. Le RhoGEF Trio joue des rôles clés dans les processus de migration cellulaire, et de croissance et de guidage axonaux. Jusqu'à présent, Trio était surtout connu pour sa fonction de contrôle du remodelage de l'actine via l'activation des GTPases Rho. Le partenaire 1 a identifié des protéines associées à Trio dont la fonction concerne le contrôle de la dynamique des MTs, incluant plusieurs membres de la famille des protéines liant l’extrémité + des MTs (+TIPs), telles que CLASP2 et EB1, et a démontré que Trio était une +TIP. Trio est le premier RhoGEF identifié chez les mammifères comme +TIP. Parallèlement, le partenaire 2 qui travaille sur Navigator-1 (NAV1), une +TIP qui a des fonctions neuronales, a identifié Trio comme partenaire de NAV1. Ces données reliant Trio à des protéines régulant la dynamique des MTs représentent une avancée majeure dans la compréhension des fonctions de Trio.
En s'appuyant sur leurs données complémentaires, les partenaires 1 et 2 ont entamé une collaboration pour étudier la relation fonctionnelle entre Trio et les +TIPs. Nos données montrent que la capacité de liaison de Trio aux MTs a des conséquences directes sur ses fonctions dans la différenciation neuronale, en déterminant une régulation locale de la signalisation GTPasique basée sur le ciblage de Trio à l’extrémité + des MTs. Nous avons découvert que la phosphorylation de Trio par la kinase GSK3ß est essentielle à la régulation de ce processus. En outre, si aucune fonction n'a été affectée à Trio dans le cycle cellulaire jusqu'à maintenant, nos données montrent que Trio interagit avec des protéines impliquées dans les fonctions centrosomales et la régulation du cycle cellulaire. Nous avons également montré que Trio joue un rôle inattendu à la fin de la mitose/cytokinèse. Ces données ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension des fonctions de Trio, en plaçant ce GEF à l’interface entre remodelage de l’actine et dynamique des MTs.
Ces données forment la base de notre projet. Les deux partenaires, forts de leurs compétences complémentaires, ont recueilli des données solides qui soutiennent la faisabilité du projet.
Nous proposons ici d'établir le rôle de Trio dans la coordination entre le cytosquelette d’actine et les MTs au cours de la différenciation neuronale et du cycle cellulaire, par des approches complémentaires telles que la biochimie, la protéomique, et la microscopie du vivant.
Objectif 1: Nous déterminerons l’importance fonctionnelle de la liaison de Trio aux MTs dans le contrôle de la signalisation GTPasique, en élucidant la contribution respective de chaque partenaire +TIP de Trio sur l'activation de ses GTPases cibles dans le contexte de la différenciation neuronale. Nous testerons si la propriété de liaison aux MTs de Trio affecte la dynamique des MTs. Enfin, nous caractériserons les voies de régulation en amont et décrypterons les mécanismes par lesquels GSK3ß peut contrôler les fonctions de Trio.
Objectif 2: Nous déterminerons le rôle de Trio dans la régulation du cycle cellulaire. Nous caractériserons les mécanismes par lesquels Trio contrôle la cytokinèse et nous testerons si Trio peut coordonner la dynamique des MTs au cours du cycle cellulaire. Nous explorerons le rôle de protéines kinases mitotiques dans la régulation des activités de Trio. Enfin, nous déterminerons si les effets de Trio sur la cytokinèse sont conservés dans d'autres contextes cellulaires.