Analyse de l'architecture des filaments intermédiaires in situ et in vitro par expérience et simulation des clichés de diffraction de rayons X et modélisation moléculaire

par Mériem Er Rafik

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean Doucet.

Soutenue en 2004

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les filaments intermédiaires (FI) sont des fibres ubiquitaires de 10 nm de diamètre et spécifiques aux tissus. Malgré de nombreuses informations, leur rôle est parfois mal connu. Le FI est composé de molécules possédant une structure tripartite qui s'assemblent latéralement et longitudinalement. Des informations structurales sont connues à l'échelle moléculaire et au niveau de l'agencement des FI entre eux mais très peu d'informations sont disponibles sur l'agencement des molécules entre elles au sein du FI. Afin de mieux connaître la structure des FIs nous avons étudié, à l'aide de la diffraction classique et anomale des rayons X et de la modélisation moléculaire, la structure des FI de la kératine alpha dans le cheveu et des FI intervenant dans la myogénèse, avec en plus celle de la desmine in vitro. Nous avons conclu à un modèle transversal du FI de la keratine alpha dure constitué de 16 molécules (dimères) formant des tétramère antiparallèles disposés latéralement sans ordre bien défini et de manière compacte et formant au niveau axial, des architectures droites parallèles et non sur-enroulées. L'étude de la kératinisation du FI de kératine alpha dure montre un polymorphisme structural; des FI formant des cylindres creux apparaissent dans la première étape, ils se contractent ensuite en cylindres pleins et s'organisent latéralement en réseau. Au cours de la myogénèse, nous avons pu observer dans les myotubes, la formation des FIs formant un cylindre creux analogue à celui observé au début de la kératinisation. Notre étude met clairement en relief l'existence de polymorphisme d'un même FI au sein d'un même tissu et l'importance de travailler in vivo.

  • Titre traduit

    Analysis of in vivo intermediate filaments architecture by experiment and simulation of X-ray diffraction patterns and molecular modeling


  • Résumé

    The intermediate filaments (FI) are ubiquitous fibers of 10 nm diameter which are tissue-specific. In spite of huge research effort their role is still not well known. The FI are composed of molecules will a tripartite structure which are assembled laterally and longitudinally. Structural information is available at the molecular scale and at the scale of the packing of the FI but very few information is available on the organisation of the molecules within the FI. In order to better know the structure of FIs we studied, using the traditional and anomalous X-ray diffraction and molecular modeling, the structure of the FI of alpha keratin in hair and the FI intervening in the myogenesis, with in more that of in vitro desmin. We concluded to a transverse model of hard alpha keratin made up of 16 molecules (dimers) forming antiparallel tetramers laid out laterally without any well defined order in a compact way and characterized at the axial level, by straight, parallel, and non twisted architectures. The study of the keratinization of the alpha keratin FI revealed a structural polymorphism; hollow cylinders-shaped FI in the first stage, then they contract in to full cylinders and are self-organize laterally into periodic network. During the myogenesis, we could observe in the myotubes, the formation of FI will an empty core similar to that observed at the beginning of keratinization. Our study clearly highlights the existence of polymorphism of the same FI within a same tissue and the importance to work in vivo.

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Informations

  • Détails : 172 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-167

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