Régulation de la mitose par la rigidité de la matrice extracellulaire : étude du rôle de la protéine SUN2

par Nejma Belaadi

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Gervaise Loirand et de Christophe Guilluy.

Soutenue le 20-11-2017

à Nantes , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Nantes) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (2016-2019) (COMUE) et de L'Unité de Recherche de l'Institut du Thorax (Nantes) (laboratoire) .

Le président du jury était René-Marc Mege.

Les rapporteurs étaient Arnaud Echard, Catherine Coirault.

mots clés

• Actine corticale
• Lamina
• Mitose
• Mécanotransduction cellulaire
• Cytosquelette

Résumé

Au sein des tissus, les cellules sont entourées par une matrice extracellulaire (MEC) dont les propriétés mécaniques influencent de nombreux aspects du comportement cellulaire, tels que la migration ou la différenciation. L’objectif de ce travail était d’explorer les effets de la rigidité de la MEC sur la mitose. En utilisant des hydrogels de polyacrylamide, nous avons observe que des cellules murines et humaines cultivées sur des matrices de rigidités croissantes se divisent plus rapidement. Grace a une analyse protéomique, nous avons mis en évidence que SUN2, une protéine de l’enveloppe nucleaire participe a la régulation de la progression mitotique en réponse a la rigidité de la MEC. Sur une matrice rigide, la stabilité et l’expression de SUN2 augmentent, favorisant ainsi le recrutement de l’actine au niveau cortical lors de la mitose et la progression de la métaphase. L’ensemble de ces résultats révèle l’existence d’un nouveau mécanisme régulant la division cellulaire en fonction de la rigidité de la MEC. Ce mécanisme pourrait notamment jouer un role important dans de nombreux contextes physiologiques et pathologiques associes a une rigidification de la MEC tels que le vieillissement ou l’hypertension artérielle.

Titre traduit

Mitosis regulation by extracellular matrix rigidity : involvement of SUN2

Résumé

Within tissues, cells are surrounded by an extracellular matrix (ECM), whose mechanical properties regulate many aspects of cell behavior, including motility and differentiation. Here we examined the effect of ECM rigidity on cell division. We found that cells divide more rapidly when cultured on substrates with increasing stiffness. We next compared the proteomic content of cells dividing on soft and stiff substrates and we found that ECM rigidity regulates the stability of the LINC complex component SUN2, whose level of expression affects mitotic progression. On rigid substrates, high level of SUN2 promotes cortical actin recruitment, force generation and mitotic progression, while low level of SUN2 delays the onset of anaphase when cells are grown on soft ECM. These results revealed a new mechanism that regulates mitotic progression in response to changes in ECM rigidity.