• Publié par : Denis CHRETIEN
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Bases moléculaires de l'instabilité dynamique des microtubules

Les microtubules présentent un comportement dynamique unique pour un polymère, à savoir qu'ils peuvent alterner de façon autonome entre des phases de croissance et de décroissance. Ce phénomène, appelé "instabilité dynamique" permet aux microtubules d'explorer l'espace intracellulaire à la recherche de cibles, ou de se réorganiser très rapidement pour former des structures complexes telles que le fuseau mitotique.

Les bases moléculaires de l'instabilité dynamique restent énigmatiques. Néanmoins, certains aspects de ce comportement semblent bien établis : lors de l'assemblage en microtubules, la tubuline hydrolyse une molécule de guanosine triphosphate (GTP) en guanosine diphosphate (GDP). L'énergie associée à cette réaction n'est pas libérée lors de la polymérisation, et s'accumule sous forme d'énergie mécanique qui tend à déstabiliser la paroi du microtubule. Ainsi, pour pouvoir polymériser, les microtubules doivent êtres protégés à leur extrémité par une structure particulière. La perte de cette structure engendrerait les évènements de dépolymérisation rapide (appelés "catastrophes"), et la réapparition de cette structure permettrait les évènements inverses (appelés "sauvetages").

Nos travaux sur les mécanismes d'assemblage des microtubules nous ont conduits à proposer que leur instabilité dynamique possède une composante mécanique importante. La conformation spéciale des sous unités de tubuline dans les feuillets en croissance permettrait de protéger leur paroi instable. De plus, la fermeture occasionnelle de ces feuillets sur des formes energétiquement défavorables rendrait compte des "catastrophes". Nous poursuivons ces travaux dans le but d'évaluer ces hypothèses, et étudions divers facteurs (protéines, petites molécules pharmacologiques) qui interfèrent ou régulent l'instabilité dynamique des microtubules dans la cellule.

Publications sélectionnées

  • EB1 interacts with outwardly curved and straight regions of the microtubule lattice
    Guesdon A., Bazile F., Buey R.M., Mohan R., Monier S., Rodríguez García R., Angevin M., Heichette C., Wieneke R., Tampé R., Duchesne L., Akhmanova A., Steinmetz M.O., and D. Chrétien
    Nature Cell Biology, 2016, Sept 12
    Pubmed - Springer Nature Sharing

  • Mechanical stress induced mechanism of microtubule catastrophes
    Hunyadi, V., Chrétien, D. and I. M. Jánosi
    Journal of Molecular Biology, 2005, 348:927-938
    PubMed

  • Microtubule's conformational cap
    Chrétien, D., Jánosi, I., Taveau, J. C. and H. Flyvbjerg
    Cell Structure and Function, 1999, 24:299-303
    PubMed html PDF (910 Ko)