Organisation et dynamique des microtubules : rôles de la tubuline-GTP et de CLIP-170

Organization and dynamics of microtubules : roles of the tubuline-GTP and CLIP-170

• Auteur / Autrice : Hélène Lemoyne de Forges
• Direction : Franck Perez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

GTPases

Tubulines

Microtubules

Résumé

Les microtubules sont des polymères de tubuline, très dynamiques, essentiels à de nombreuses fonctions cellulaires telles que la division, le trafic intracellulaire et la migration. Ils alternent entre des phases de croissance et décroissance, séparées par des événements de catastrophe et de sauvetage. L’équipe a montré que la tubuline-GTP est présente sous forme d’îlots le long des microtubules. Nous avons proposé un nouveau modèle d’instabilité dynamique selon lequel les îlots de tubuline-GTP, exposés lors de la dépolymérisation des microtubules, favoriseraient les sauvetages. Durant ma thèse, je me suis intéressée à la régulation et aux rôles de ces îlots de tubuline-GTP. J’ai montré que les intersections entre les microtubules in vivo présentent une accumulation de la tubuline-GTP. Par des expériences de reconstitution menées in vitro j'ai montré que l’accumulation de tubuline-GTP aux intersections est intrinsèque et indépendante de protéines associées aux microtubules. Ces intersections montrent un fort biais dans la localisation des événements de sauvetages in vivo et présentent aussi une rétention du facteur de sauvetage CLIP-170. Cette localisation et ce rôle de CLIP-170 aux croisements semblent être indépendants des protéines EB. Ces résultats confirment le rôle de la tubuline-GTP dans la régulation de la dynamique des microtubules et suggèrent que l’organisation du réseau de microtubules dans la cellule participe directement à la régulation de sa propre dynamique

Microtubules (MTs) are tubulin polymers that are essential in many cellular functions such as division, intracellular trafficking and cell migration. They undergo dynamic instability and alternate between phases of growth and shrinkage separated by catastrophe and rescue events. We showed in a previous study that GTP-tubulin is present not only at the “plus” end of growing MTs, but also in discrete locations forming GTP-islands along the MT lattice. We proposed a new model for dynamic instability in which GTP-tubulin islands, exposed during depolymerization, would promote rescue events. During my PhD, I studied the regulation and roles of GTP-tubulin islands. I showed that MT intersections present a strong positive bias towards the occurrence of GTP-tubulin islands. Experiments carried out in vitro indicated that the accumulation of GTP-tubulin at intersections is independent of MT-associated proteins. In cells, we observed that MT intersections strongly correlate with hotspots for microtubule rescues and we found that they are also frequent sites of retention of the rescue factor CLIP-170. This localization and role of CLIP-170 seem to be independent from EB proteins. These results confirm the role of GTP-tubulin in the regulation of MT dynamics and suggest that the organization of the whole MT network contribute to the regulation of its dynamics