DS04 - Vie, santé et bien-être

Comprendre les règles de construction moléculaires des adhésions cellulaires supportées par les intégrines – IntegrinNanoPlan

Résumé de soumission

L'adhésion cellulaire à la matrice extracellulaire (MEC) est fondamentale pour de nombreux processus impliqués dans le développement et les physiopathologies. Les intégrines sont les récepteurs à la base des adhésions focales (FAs), structures adhésives reliant le cytosquelette d'actine à la MEC, et y déclenchent des signaux biochimiques et mécaniques contrôlant la migration, la prolifération et la survie cellulaire. Les FAs sont des assemblages moléculaires complexes contenant des centaines de protéines différentes responsables des signaux biochimiques et biomécaniques lors de l'adhésion cellulaire. Cependant, les mécanismes moléculaires qui régissent l'architecture et la mécano-transduction des FAs restent mal compris. De plus, les cellules de mammifère expriment 24 classes d’intégrines ayant des ligands et des propriétés de signalisation spécifiques, mais les mécanismes responsables de cette spécificité ne sont pas encore connus. L'obstacle majeur à une meilleure compréhension de la fonction des intégrines a été le manque de techniques permettant une étude systématique des FAs avec des résolutions spatiales et temporelles suffisantes. Nous, les membres de ce consortium France/Allemagne, avons développé des techniques permettant ces analyses. Nous avons mis en place des systèmes cellulaires uniques, basés sur la manipulation génétique, pour étudier différentes classes d’intégrines (av et ß1) et leurs régulateurs intracellulaires à des niveaux d'expression physiologiques. Nous avons développé la microscopie super-résolutive pour étudier l'organisation dynamique à l'échelle nanométrique de protéines des FAs. De plus, nous avons développé la spectrométrie de masse pour étudier la composition moléculaire des FAs, et des biocapteurs de force ayant des sensibilités de l’ordre du piconewton pour mesurer les forces exercées dans les FAs. Nous proposons de combiner nos outils pour comprendre comment différentes classes d’intégrines et les protéines associées régulent l'organisation nanométrique des FAs pour contrôler la signalisation biochimique et biomécanique lors de l'adhésion cellulaire.
Dans la première partie, la microscopie super-résolutive et le suivi de protéines individuelles seront utilisés pour déterminer la dynamique des différentes classes d’intégrines dans des cellules génétiquement modifiées. Nous allons combiner la microscopie de super-résolution avec le nano-patterning de substrats pour contrôler l'espacement latéral des ligands des intégrines et utiliser nos capteurs de tension pour corréler l’organisation nanométrique des FAs avec les forces générées par ces différentes classes d’intégrines. Dans la deuxième partie, nous allons analyser le rôle des régulateurs d’intégrines sur l'organisation à l'échelle nanométrique des FAs, la dynamique moléculaire et la transduction de la force. Nous allons étudier le rôle de protéines fondamentales des FAs (taline, kindline, vinculine, paxillin, integrin-linked kinase). Nous allons également étudier une protéine des FAs que nous avons récemment identifiée, Zhiqhi. Nous allons utiliser la microscopie de super-résolution, des capteurs de tension moléculaire et des cellules génétiquement modifiées déjà établies ou spécialement développées pour étudier les régulateurs mentionnés. Enfin, nous allons évaluer comment les forces extracellulaire sont transmises et affectent la dynamique des intégrines et leurs protéines associées. Ces expériences bénéficieront du développement récent de dispositifs d’étirement cellulaire pouvant être combinés soit avec la microscopie super-résolutive, soit avec les capteurs de tension moléculaire.
Ensemble, les expériences proposées devraient donner une compréhension sans précédent des règles moléculaires de construction des FAs. Les résultats attendus devraient être important à la fois pour la communauté de l'adhésion cellulaire et d'intérêt général pour la biologie cellulaire et la biophysique.

Coordination du projet

Gregory GIANNONE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DELEGATION Aquitaine_Institut Interdiciplinaire de Neuroscience)

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

Max Planck Institute of Biochemistry Max Planck Institute of Biochemistry - Department of Molecular Medicine
CNRS DR15_UMR5297 CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DELEGATION Aquitaine_Institut Interdiciplinaire de Neuroscience

Aide de l'ANR 299 921 euros
Début et durée du projet scientifique : mai 2017 - 36 Mois

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