Contrôle cellulaire de l'instabilité struturale des microtubules – MiStIn

Les microtubules (MTs) sont essentiels pour diverses fonctions cellulaires qu'ils assurent grâce à leur instabilité dynamique. Nous avons récemment développé une nouvelle méthode basée sur la cryo-tomographie électronique double axe et le moyennage segmenté de sous-tomogrammes, et avons montré que les MTs assemblés à partir de tubuline purifiée sont structurellement désordonnées. En particulier, des interactions latérales non décrites auparavant entre les hétérodimères de tubuline permettent la formation de trous au sein de la paroi du MT. Nous avons aussi observé ces défauts dans la paroi de MTs assemblées en extraits cytoplasmiques, mais à un taux bien plus faible, ce qui implique une régulation stricte dans la cellule, notamment par des protéines associées aux MTs. Nos résultats suggèrent que l'instabilité dynamique des MTs est intimement liée à leur instabilité structurelle. Nous émettons de plus l'hypothèse que les protéines de la famille End-Binding contrôlent la qualité de la paroi du MT pour corriger, durant l'élongation, les défauts de paroi, eux-mêmes potentiellement stimulés par les polymérases telles que XMAP215. Avec ce projet, nous caractériserons la façon dont l'instabilité dynamique est sous-tendue par les défauts de paroi, et permet réciproquement leur correction et étudierons les mécanismes par lesquels la structure du MT est régulée dans la cellule et comment celle-ci régit leur instabilité dynamique. Nous utiliserons la cryo-tomographie électronique pour analyser la structure des MTs et la microscopie à ondes évanescentes pour les corréler à leur dynamique. En adoptant des approches ascendantes et descendantes, de la protéine purifiée à la cellule en passant par les extraits cytoplasmiques, nous étudierons l'équilibre entre des activités de polymérisation imparfaite et de correction au cours de l’assemblage comme un nouveau mécanisme de régulation de la dynamique des MTs dans la cellule, basé sur la modulation de leur instabilité structurelle.