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Theses Year : 2007

Detyrosinated microtubules : what consequenses for the cell?

Des microtubules détyrosinés : quelles conséquences pour la cellule?

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Fabrice Caudron

Abstract

Microtubules (MT) are dynamic structures involved in different essential processes of cell architecture.
Particularly, MT plus ends (+ends) can accumulate specific proteins controlling MT dynamics and MT interaction with the cell cortex. These interactions are implicated in the correct positionning of the mitotic spindle. Description of the mechanisms of protein association with MT +ends is important to understand MT functions. C-terminal tyrosine of α-tubulin is crucial for the interaction of CAP-Gly domain containing proteins.
Indeed, CLIP-170 and its S. cerevisiae homolog Bik1p bind less efficiently to MT deleted for the C-terminal tyrosine (Glu MT).
In this work, we studied the consequences of low Bik1p association with Glu MT +ends.
Current models propose that Bik1p is targeted towards MT +ends by the kinesin Kip2p. Dynein (Dyn1p) is,
then, recruited by Bik1p at MT +ends and offloaded at the cortex. Here, we show that, in yeast cells expressing only
detyrosinated tubulin (tub1-Glu strain), Kip2p and Dyn1p are correctly associated with MT +ends, despite the
decreased Bik1p binding. We propose that, in wild type cells, the Kip2p/Bik1p complex transports Dyn1p along MT towards MT +ends. Then, Kip2p, Bik1p and Dyn1p track MT +ends independently.
Moreover, we show that constituvely active forms of the small G protein Rho1p favour Bik1p binding to MT +ends. These data will be important to understand the role of Rho GTPases in the regulation of MT, for instance during migration of mammalian cells.
Finally, we systematically searched for mutations that are lethal in combination with the tub1-Glu mutation
(synthetic lethality). This screen identified components important in the formation of cell membrane and cell wall.
These genes could be involved, at the cortex, in the establishment of microtubule-cortex interactions, and could show the importance of the α-tubulin C-terminal tyrosine in this function.
Les microtubules (MT) sont des structures dynamiques contrôlant divers aspects essentiels de l'architecture
cellulaire. En particulier, les bouts plus des MT (bouts +) sont capables d'accumuler des protéines spécifiques jouant un rôle dans le contrôle de la dynamique microtubulaire et dans l'interaction des MT avec le cortex cellulaire. Ces interactions sont notamment décisives pour le positionnement correct du fuseau mitotique. La description des mécanismes permettant l'accumulation de protéines aux bouts + est donc importante pour la compréhension des fonctions microtubulaires.
La tyrosine C-terminale de la tubuline α est cruciale pour l'interaction de protéines à domaine CAP-Gly avec les bouts +. En effet, CLIP-170 et son homologue de S.cerevisiae Bik1p se lient moins bien aux bouts + des MT dépourvus de tyrosine C-terminale (MT Glu).
Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les perturbations associées au déficit de liaison de Bik1p aux bouts + des MT Glu dans S. cerevisiae.
Les modèles actuels proposent que Bik1p est amenée aux bouts + par son association avec la kinésine Kip2p. La dynéine (Dyn1p) est alors recrutée par Bik1p aux bouts + pour être ciblée vers le cortex. Nous montrons
que, dans des levures n'exprimant que de la tubuline détyrosinée (souche tub1-Glu), Kip2p et Dyn1p sont
correctement associées aux bouts +, malgré le déficit de liaison de Bik1p. Nous proposons que, dans les cellules
sauvages, le complexe Kip2p/Bik1p transporte Dyn1p le long des MT vers les bouts +. Kip2, Bik1p et Dyn1p
s'associent alors aux bouts + de façon indépendante.
De plus, nous montrons que des formes constitutionnellement actives de la petite protéine G Rho1p favorisent l'association de Bik1p avec les bouts +. Ces données seront importantes pour comprendre le rôle des Rho GTPases dans la régulation des MT, notamment dans la migration cellulaire.
L'ensemble de ce travail suggère de nouveaux modèles pour la formation et la fonction des complexes protéiques associés aux bouts +.
Finalement, nous avons recherché de manière systématique les mutations qui, associées avec la mutation tub1-Glu, sont létales chez la levure (létalité synthétique). Ce crible a identifié des composants participant à la formation de la membrane et de la paroi cellulaire. Ces gènes pourraient être impliqués, au niveau cortical, dans la mise en place des interactions des microtubules avec le cortex, et montrent l'importance de la tyrosine C-terminale de la tubuline α dans cette fonction.
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Dates and versions

tel-00149555 , version 1 (26-05-2007)

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  • HAL Id : tel-00149555 , version 1

Cite

Fabrice Caudron. Des microtubules détyrosinés : quelles conséquences pour la cellule?. Biologie cellulaire. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00149555⟩
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