La dynamique microtubulaire in vivo est basée sur les propriétés intrinsèques des MTs, ces propriétés étant elles-mêmes déterminées par les propriétés biochimiques de l'hétérodimère αß de tubuline, qui constitue le bloc de base des MTs. Les propriétés intrinsèques des MTs peuvent être étudiées in vitro à partir de tubuline purifiée. Nous avons ré-examiné les mécanismes moléculaires contrôlant les phénomènes de base des processus d'assemblage et de désassemblage in vitro.
Ainsi nous nous sommes intéressés aux sources de l'instabilité dynamique chimique dans les suspensions microtubulaires. Nous avons utilisé un système simple dans lequel, en l'absence de GTP libre en excès, des complexes de tubuline-GTP s'assemblent en MTs puis désassemblent. Le GTP étant hydrolysé au cours de l'assemblage, la suspension est composée, à la fin de l'expérience, de tubuline-GDP, incapable de s'assembler à nouveau en l'absence de GTP libre. Nos résultats montrent que la dynamique des MTs dépend peu de la concentration en tubuline libre, mais beaucoup plus largement de facteurs structuraux intrinsèques et de régulateurs endogènes produits par le système lui-même [Caudron et al., 2002, Caudron et al., 2000, Valiron et al., 2001].
Nous avons montré successivement que ces effecteurs étaient des oligomères de tubuline dans le cas de la nucléation et de la tubuline GDP dans le cas du désassemblage. La tubuline GDP s’accumule en effet de manière différente dans les suspensions microtubulaires en fonction de la concentration de tubuline initiale, et, de manière surprenante, s'incorpore dans les MTs. Les MTs formés partiellement de tubuline-GDP sont beaucoup plus stables que les polymères assemblés à partir de tubuline-GTP seule. Nous avons réalisé des expériences de cryo-microscopie électronique (collaboration avec I. Arnal, Rennes) qui n'ont pas montré de différence structurale détectable entre les deux types de MTs. L'effet de la tubuline-GDP sur l'assemblage des MTs nucléés sur centrosome a également été étudié en vidéomicroscopie. Dans ces conditions, en présence de tubuline-GDP, on met en évidence une diminution de la vitesse de désassemblage des microtubules lorsqu’ils incorporent de la tubuline GDP. Il se peut donc que les concentrations relatives de tubuline GTP et de tubuline GDP dans la cellule soient des facteurs importants susceptibles d’affecter massivement la dynamique microtubulaire.
Dynamique microtubulaire
 Dynamique microtubulaire |
| Références bibliographiques |
| Caudron N, Arnal I, Buhler E, Job D and Valiron O Microtubule nucleation from stable tubulin oligomers. Journal of Biological Chemistry, 2002, 277(52): 50973-50979 Valiron O, Caudron N and Job D Microtubule dynamics. Cellular and Molecular Life Sciences, 2001, 58(14): 2069-84 Caudron N, Valiron O, Usson Y, Valiron P and Job D A reassessment of the factors affecting microtubule assembly and disassembly in vitro. Journal of Molecular Biology, 2000, 297(1): 211-220 |