Septines : fonctions et organisation structurale

Septins : functions and structural organization

• Auteur / Autrice : Mamadou Faty
• Direction : Daniel Metzger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 21/10/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Julien Pénin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Metzger, Julien Pénin, Aurélie Bertin, Antonio Vitobello, Etienne Weiss, Wassim Abdul Rahman, Marc Poncin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélie Bertin, Antonio Vitobello

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytocinèse

Saccharomyces cerevisiae

Caenorhabditis elegans

Cytodiérèse

Septines

Protéines du cytosquelette

Mots clés libres

Polarité cellulaire

Cytocinèse

Septine

Microscopie électronique

Cytosquelette

Coiled coi

Cell polarity

Cytokinesis

Septin

Electron microscopy

Cytoskeleton

Coiled coil

Résumé

Les septines forment une famille de GTPases conservée chez les champignons et dans les cellules animales [Kinoshita et al., 2003]. Pendant la division cellulaire, elles se localisent aux sites de cytocinèse et sont essentielles pour ce processus dans la levure bourgeonnante, les embryons de drosophile et les cellules de mammifère en culture [Faty et al., 2002]. Dans les levures bourgeonnantes, les septines, composées de réseaux parallèles de 1laments [Byers et al., 1976], forment un anneau au cou mère-fille. Cet anneau est étroitement associé à la membrane plasmique et constitue un échafaudage pour le recrutement de la myosine II et d'autres facteurs cytocinétiques au futur site de clivage [Longtine et al., 2003]. De plus, l'anneau de septines contribue à la formation d'une barrière de diffusion latérale sur la membrane plasmique, qui aide à maintenir les facteurs de la polarité cellulaire dans le bourgeon [Barral et al., 2000; Takizawa et al., 2000]. Chez les métazoaires, les septines sont aussi requises pour la compartimentation du cortex cellulaire [Schmidt et al., 2004; Joo et al., 2005] et sont impliquées dans une myriade de processus cellulaires, y compris l'assemblage et l'orientation du corps polaire du fuseau [Kusch et al., 2002; Spiliotis et al., 2005], l'exocytose et le transport vésiculaire [Hsu et al., 1998;Beites et al., 1999], la migration cellulaire [Finger et al., 2003], et l'apoptose Larisch et al., 2000; Gottfried et al., 2004].[...]Dans ce mémoire, après avoir passé en revue les fonctions essentielles des septines chez la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae, je présente une étude dans laquelle j’ai démontré que UNC-59 et UNC-61 forment un complexe hétérotétramérique capable de s’associer en structures d’ordre supérieur et en filaments dans les cellules et que le complexe hétérotétramérique de septines est assemblé à partir d’hétérodimères UNC-59/UNC-61. De plus, au cours d’un projet visant à développer un outil moléculaire pour l’étude des fonctions des septines in vivo dans des cellules sauvages de Saccharomyces, j’ai mis au point une méthode d’isolement d’intrabodies à partir de la banque d’anticorps recombinants humains en phage display ETH-2 et démontré leur activité d’inhibition de la formation de l’anneau de septines au col du bourgeon dans les cellules de Saccharomyces cerevisiae. L’ensemble des résultats présentés met en lumière l'arrangement moléculaire des monomères dans le complexe de septines et suggère que les complexes de septines s’assemblent dans les filaments et les structures d'ordre supérieur au col du bourgeon chez Saccharomyces cerevisiae. Ainsi, nous proposons que les septines forment la quatrième composante du cytosquelette.

Septins form a family of GTPases conserved in fungi and animal cells [Kinoshita etal., 2003]. During cell division, they localize at cytokinesis sites and are essential for this process in budding yeast, Drosophila embryos and cultured mammalian cells [Fatyet al., 2002].In budding yeasts, septins, composed of parallel networks of filaments [Byers et al.,1976], form a mother-daughter neck ring. This ring is closely associated with the plasma membrane and constitutes a scaFold for the recruitment of myosin II and other cytokinetic factors at the future cleavage site [Longtine et al., 2003]. In addition, the septin ring contributes to the formation of a lateral diffusion barrier on the plasma membrane, which helps maintain the factors of cell polarity in the bud [Barral et al.,2000; Takizawa et al., 2000].In metazoans, septins are also required for compartmentalization of the cellular cortex [Schmidt et al., 2004; Joo et al., 2005] and are involved in a myriad of cellular processes, including assembly and orientation of the polar body of the spindle [Kusch etal., 2002; Spiliotis et al., 2005], exocytosis and vesicular transport [Hsu et al., 1998;Beites et al., 1999], cell migration [Finger et al., 2003], and apoptosis [Larisch et al.,2000; Gottfried et al., 2004].[...]The set of results presented highlights the molecular arrangement of the monomersin the septin complex and suggests that the septin complexes assemble in filaments and higher order structures at the bud neck in Saccharomyces cerevisiae. Thus, wepropose that septins form the fourth component of the cytoskeleton.