Rôle de la tubuline gamma et des protéines associées dans la dynamique des microtubules

Role of gamma tubulin and associated proteins in microtubule dynamics

• Auteur / Autrice : Anaïs Bouissou
• Direction : Brigitte Raynaud-Messina, Andreas Merdes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mitose

Tubulines

Nucléation

Microtubules

Mots clés libres

Tubuline gamma

Microtubule

Mitose

Interphase

Résumé

Les microtubules sont des polymères dynamiques, essentiels à la division cellulaire. Ils sont souvent organisés à partir du centrosome où se localise la tubuline Gamma. Cette protéine joue un rôle important dans la nucléation des microtubules. Elle est présente sous forme de deux complexes: un petit complexe (Gamma-TuSC) essentiel à la viabilité et à l'assemblage d'un fuseau bipolaire fonctionnel et un complexe d'organisation supérieure (Gamma-TuRC) nécessaire au déroulement optimal de la mitose. L'objectif de ma thèse a été de caractériser le rôle des protéines spécifiques du Gamma-TuRC. La stratégie a consisté à inhiber ces protéines « non essentielles » par RNAi dans les cellules de drosophile en culture et à analyser les conséquences sur l'organisation et la dynamique du cytosquelette. En interphase, et pour la première fois chez les métazoaires, j’ai mis en évidence un rôle du Gamma-TuRC dans la dynamique des microtubules. Localisé le long des microtubules, ce complexe agit comme un facteur stabilisateur. En mitose, le Gamma-TuRC est présent sur tous les types de microtubules y compris sur les microtubules astraux. La déplétion du Gamma-TuRC induit des défauts de positionnement du fuseau. Ces anomalies sont corrélées à une modification des propriétés dynamiques des microtubules astraux qui participent à la liaison fuseau/cortex. L'ensemble de mes résultats démontre que le Gamma-TuRC participe à la régulation de la dynamique des microtubules en interphase et en mitose. Ce rôle permettrait au complexe d'être impliqué dans des fonctions non-centrosomales, comme l'organisation de sous-réseaux de microtubules ou le positionnement du fuseau.

Microtubules are highly dynamic polymers, essential in cell division. They are often organized from the centrosome where the protein Gamma-tubulin plays an important role in microtubule nucleation. Gamma-tubulin acts within two main complexes: a small Gamma-tubulin complex (Gamma-TuSC) is essential for viability and assembly of a functional spindle, and a larger complex (Gamma-TuRC) is required for efficient mitotic progression. The role of Gamma-TuRC-specific proteins is not well defined. Using RNAi-mediated depletion in Drosophila S2 cells, I studied the function of these non-essential Gamma-TuRC proteins in microtubule organisation and dynamics. In interphase, I show for the first time that Gamma-TuRCs, localized along microtubules, regulate microtubule dynamics, acting as pause factors. In mitosis, Gamma-TuRCs are associated with all microtubule subsets, including astral microtubules. The loss of Gamma-TuRCs alters astral microtubule dynamics, correlated with spindle positioning defects. Together, these results demonstrate that Gamma-TuRCs regulate microtubule dynamics in interphase and in mitosis. We propose that Gamma-TuRCs are essential to mediate non-centrosomal functions such as organization of cell type-specific microtubule networks or spindle positioning.