Localisation subcellulaire des ARN messagers et contrôle local de la traduction dans les structures d'actine adhérentes – SubRnaAct

Les structures d’adhérence à base d'actine, notamment celles impliquées dans l'adhérence de la cellule à la matrice extracellulaire via les intégrines que l’on nommera ici les ABS, sont des assemblages moléculaires complexes présentant des formes et des dynamiques très variées. En participant au remodelage de la matrice extracellulaire et à la migration cellulaire, les ABS remplissent des fonctions essentielles dans de nombreux processus biologiques comme le développement embryonnaire, la réparation des tissus, la réponse immunitaire, l’angiogenèse… Le transport des ARNm et leur traduction locale participent au contrôle spatial et temporel de la distribution des protéines, notamment dans le lamellipode, un exemple bien connu d’ABS. Cependant, on sait encore très peu de choses de la diversité des ARNm enrichis dans les ABS. De plus, on ne connaît pas les ARNm dont la traduction locale est nécessaire à la formation et le maintien des ABS. Enfin, bien que les mécanismes généraux d'initiation et d'élongation de la traduction des ARNm aient été caractérisés, les mécanismes qui contrôlent la traduction locale restent pour la plupart à identifier. L’adhérence des cellules à matrice extracellulaire, le remodelage de celle-ci, la migration cellulaire sont des processus clés de la biologie cellulaire, qui ont également un impact sur la morphogenèse des tissus et l'organogenèse. Cela souligne l'importance d'étudier l'impact de la traduction locale de l'ARNm sur la dynamique des ABS. Dans ce projet, nous cherchons à comprendre l’importance de la traduction locale des ARNm dans la mise en place et le maintien des ABS.
Pour cela, notre consortium combine l’expertise de l’étude des mécanismes moléculaires contrôlant la dynamique et les fonctions des différents types d’ABS et l’expertise des facteurs d'initiation de la traduction, de la machinerie de synthèse des protéines et des analyses de la traduction de l'ARNm à l'échelle du génome (translatomique). Pour ce projet, nous utiliserons 3 modèles d’ABS reposant sur un réseau d'actine ramifié dynamique dépendant du complexe Arp2/3, mais dont l’organisation moléculaire, la dynamiques et les fonctions sont distinctes : le lamellipode de la cellule en migration, les invadosomes qui remodèlent la matrice extracellulaire et l’anneau d’actine des ostéoclastes qui soutient leur appareil de résorption osseuse. Nous nous appuierons sur des techniques de pointe rassemblées dans notre consortium : la microdissection laser subcellulaire combinée à de la protéomique et de la transcriptomique, la détection locale et globale de la synthèse de protéine, la microscopie super-résolue et l’imagerie sur molécule unique, et la translatomique résolue dans le temps.
Nous proposons: (WP1) d’établir et de comparer le paysage local des ARNm et des protéines dans les ABS et de caractériser l'activité de traduction locale des ARNm au cours de la formation des ABS ; (WP2) d’établir la localisation et la dynamique à l'échelle nanométrique de composants clés de la machinerie de traduction dans les ABS, et d’évaluer l'impact des forces intra- et extracellulaires sur la traduction locale aux ABS ; (WP3) de déterminer la hiérarchie des événements de traduction au cours de l'assemblage de chaque ABS et identifier les facteurs de traduction spécifiques qui contrôlent la synthèse des protéines dans chacune des ABS. Nous espérons ainsi découvrir des ARNm dont la traduction locale est clé pour le maintien des différentes ABS, déterminer si les différentes étapes de la traduction ont lieu au même endroit ou dans différents sous-domaines des ABS, définir les mécanismes qui couplent la traduction locale des ARNm à la dynamique des ABS, et identifier des facteurs de traduction et des ARNm traduits localement indispensables pour la mise en place et le fonctionnement des différentes ABS.