Direction des sciences du vivant

Les microtubules assurent de nombreuses fonctions essentielles dans la cellule. La concentration en dimère de tubuline libre, la brique de base des microtubules, influe très fortement sur l'assemblage et la dynamique des microtubules. Les protéines interagissant directement avec les microtubules, et/ou le dimère de tubuline sont des effecteurs reconnus de cette dynamique. Notre objectif a été d'identifier de manière systématique toutes les protéines liant le dimère de tubuline sous sa forme native. Pour cela, nous avons développé une stratégie basée sur une colonne de chromatographie couplée à un mode d'identification des protéines par spectrométrie de masse.
L'identification de protéines déjà connues pour interagir directement avec la tubuline, comme la stathmine et la tubuline chaperonne d, permet de valider notre approche. D'autres protéines, déjà connues pour interagir avec les microtubules, sont identifiées comme liant le dimère de tubuline, c'est le cas de MAP2, Kif21A, TOGp et E-MAP115. Nous montrons dans cette étude, par d'autres méthodes que la chromatographie, que l'orthologue de TOGp chez Xénope, la protéine XMAP15, lie le dimère de tubuline, suggérant un rôle plus large que celui de reconnaître la structure microtubulaire. Nous avons isolé de nombreuses protéines chaperons de la famille des Hsp90 et Hsp70 ainsi que leurs co-chaperons HOP, Hsp40 et BAG2. Comme l'interaction entre les protéines chaperons et la tubuline et/ou les microtubules est un domaine qui reste controversé, nous nous sommes intéressés à l'un des membres de la famille des Hsp70 : Hsc70. Nous avons montré qu'il n'y a pas d'interaction directe, in vitro, entre Hsp70 et le dimère de tubuline et/ou les microtubules et qu'elle n'affecte pas l'assemblage des microtubules, suggérant un lien direct avec les microtubules dans les cellules. Nous avons aussi identifié des protéines qui sont connues pour avoir un lien indirect avec les microtubules, comme la clathrine et les importines. Enfin, des protéines identifiées n'étaient pas connues pour interagir avec la tubuline comme l'adénosine déaminase, l'ATP-citrate-lyase, APC2 et LRP130.
Certaines protéines identifiées présentent une séquence C-terminale identique à celle de la tubuline α. Nous avons étudié l'interaction avec le dimère de tubuline pour deux d'entre-elles, EB1 et HURP, du fait de leur localisation connue ou supposée avec les microtubules dans les cellules. Nous montrons que ces protéines n'interagissent pas directement avec le dimère de tubuline. Toutefois, cette structure pourrait être fondamentale pour le fonctionnement de ces protéines.