Thèse soutenue

Régulation de la polymérisation de l’actine par les complexes d’adhérence à la matrice extracellulaire : une étude biochimique du complexe taline-vinculine
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Auteur / Autrice : Hong Wang
Direction : Christophe Le Clainche
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 09/07/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
Jury : Président / Présidente : Olivia Du Roure
Examinateurs / Examinatrices : Olivia Du Roure, Aurélie Bertin, Nicolas Borghi, Carsten Janke
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivia Du Roure, Aurélie Bertin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Pour migrer efficacement dans différents tissus, les cellules doivent détecter et s'adapter aux variations des propriétés mécaniques de leur environnement. Dans ce processus d’adaptation, les adhérences focales (AF) renforcent leur lien avec la matrice extracellulaire et le cytosquelette d'actine. En réponse à la force, l'association de la taline et de la vinculine pourrait renforcer l'ancrage de l'actine aux AF en contrôlant l'assemblage de l'actine par un mécanisme inconnu. Des études antérieures ont montré que la vinculine contient un seul domaine de liaison à l'actine (ABD) qui lie les filaments d’actine, coiffe les extrémités barbées des filaments d’actine et nuclée des filaments d'actine. La taline contient également trois ABD mais leur capacité à réguler l'assemblage de l'actine n'était pas connue avant ce projet. L'objectif global de ce projet de thèse était de déterminer les mécanismes précis par lesquels le complexe taline-vinculine contrôle l'assemblage de l'actine en réponse à la force. Dans une première partie de ce projet de thèse, préalable à l'étude du complexe taline-vinculine, j'ai terminé la caractérisation de la taline. J'ai démontré que le domaine ABD1 de la taline bloque l'allongement des extrémités barbées des filaments d'actine observés en microscopie à fluorescence (TIRFM), alors que ABD2 et ABD3 n'affectent pas la dynamique de l'actine. Dans la deuxième partie de ce projet, j'ai déterminé l'activité du complexe taline-vinculine. Parce que la force est nécessaire pour déclencher l'association de la vinculine à la taline, et parce que les deux protéines sont auto-inhibées, il a jusqu'à présent été difficile de déterminer la capacité du complexe taline-vinculine à réguler la polymérisation de l'actine. Par conséquent, nous avons d'abord conçu des mutants de taline et de vinculine qui s'associent de manière constitutive en un complexe stable. En combinant des études cinétiques en spectroscopie de fluorescence, des tests de liaison à l’actine et l’observation de filaments d’acine uniques en microscopie TIRF, nous avons déterminé les activités de ces mutants et de leurs complexes sur la dynamique de l'actine. Notre étude a d'abord révélé que les trois activités de la vinculine sont contrôlées par des contacts auto-inhibiteurs spécifiques. Nous montrons également que des suppressions d'hélice le long de la taline exposent les sites voisins de liaison à la vinculine, imitant ainsi l'étirement mécanique de la taline. L'association des mutants de taline aux mutants de vinculine forme un complexe qui nuclée des filaments coiffés à leur extrémité barbée. La caractérisation d'une série de complexes, dans lesquels la vinculine et la taline sont amputés de divers ABD, révèle la contribution de chaque protéine dans ce mécanisme. En conclusion, nos données suggèrent un mécanisme pour le renforcement de l'ancrage de l'actine dans les AF en réponse à la force.