L'impact des modifications post-traductionnelles sur l'architecture de la lamina nucléaire en santé et dans les dystrophies musculaires – LMNA-PTM

L'organisation fonctionnelle du noyau cellulaire, le plus grand organite des eucaryotes supérieurs, est étroitement régulée. Les lamines nucléaires, principaux constituants de la lamina nucléaire, sont des éléments essentiels de cette organisation. Les lamines, filaments intermédiaires (FI) de type V, s'assemblent en filaments qui se localisent à la face interne de l'enveloppe nucléaire (NE), bien que certaines lamines aient des fonctions fondamentales dans le nucléoplasme. Il est évident que les lamines contribuent largement aux propriétés mécaniques des noyaux et, surtout, jouent un rôle majeur dans de nombreuses fonctions nucléaires ainsi que dans la communication des noyaux avec le cytosquelette. En outre, les mutations des gènes codant pour les lamines sont directement associées à plus d'une douzaine de maladies héréditaires différentes, collectivement connues sous le nom de laminopathies. En particulier, de nombreuses laminopathies se présentent comme des dystrophies musculaires. Cependant, des informations mécanistiques détaillées sur les effets cellulaires des cellules porteuses de mutations des lamines font encore défaut.
Nous proposons ici un projet collaboratif pour identifier les modulations des lamines qui ont un impact sur leur structure et leur fonction dans les dystrophies musculaires. A cette fin, nous combinerons un ensemble d'approches pour identifier l'effet et la contribution des modifications post-traductionnelles (PTM) des lamines et des mutations sur l'architecture et la fonction nucléaires. Plus précisément, nous allons (1) identifier les PTM des lamines dans les myoblastes normaux et ceux issus de patients présentant des dystrophies musculaires, (2) étudier la structure de l'enveloppe nucléaire dans les myoblastes normaux et ceux des dystrophies musculaires. (3) étudier l’organisation des lamines et de l’enveloppe nucléaire dans des cellules exprimant des PTM spécifiques de lamines constitutives, en utilisant la biomimétique. (4) Nous utiliserons la technique de BioID pour identifier les partenaires protéiques des lamines dans les myoblastes normaux et dans les myoblastes atteints de dystrophie musculaire. (5) Nous utiliserons la technologie DARPins pour modifier les interactions cellulaires des lamines. (6) Nous produirons un modèle réaliste de la lamina nucléaire dans les myoblastes de type sauvage et de dystrophie musculaire. Pour atteindre ces objectifs, nous appliquerons des technologies et des méthodologies de pointe telles que le Bio-ID et la spectrométrie de masse, la technologie DARPins, la tomographie cryo-électronique (cryo-ET) des cellules vitrifiées et des noyaux fantômes, le fraisage par faisceau d'ions cryo-focalisés (cryo-FIB), la microscopie électronique et à fluorescence corrélative (CLEM) et la mutagenèse cellulaire. La combinaison de ces approches dans un système cellulaire unique fournira des vues complémentaires sur l'enveloppe nucléaire dans un contexte normal et pathologique. En résumé, nos travaux permettront une progression majeure dans la compréhension des effecteurs fondamentaux qui régissent les altérations nucléaires observées dans les dystrophies musculaires liées aux défauts des lamines.