Rôle de l'acide-aminé C-terminal de la tubuline alpha au cours du cycle cellulaire chez la levure S. cerevisiae.
Amino acid C-terminal role of the alpha tubulin during the cellular cycle of the S. cerevisiae yeast.
Chez la plupart des eucaryotes, la séquence C-terminale de la tubuline α consiste en deux acides glutamiques suivis d'un acide aminé aromatique (Tyrosine chez les mammifères et Phénylalanine chez Saccharomyces cerevisiae). Chez les mammifères, la Tyrosine C-terminale de la tubuline α est sujette à une modification post-traductionnelle : le cycle de détyrosination / tyrosination. Cette modification consiste en un clivage puis une ré-addition cyclique de la Tyrosine C-terminale par une carboxypeptidase at par la tubuline tyrosine ligase (TTL), respectivement. Il a été montré que l'activité TTL est souvent supprimée dans les cellules cancéreuses, ce qui résulte en l'accumulation de tubuline α détyrosinée (tubuline α Glu) et corrèle avec un mauvais pronostic tumoral. Les explications moléculaires de ces observations ne sont pas connues. Nous avons créé des souches de levure ne synthétisant que la tubuline α Glu et nous les avons utilisé comme modèle afin de déterminer les conséquences de l'accumulation de tubuline α Glu. Ces levures ont une croissance réduite et leurs points de contrôle mitotique sont activés, indiquant que la tubuline α Glu induit des anomalies de mitose. Ces mêmes cellules ont des microtubules plus longs, plus nombreux et désordonnés. Ce phénotype est associé à l'inhibition de la division nucléaire et à un retard en mitose. Le retard en mitose est apparemment lié à l'inhibition complète des oscillations nucléaires due à des défauts d'interaction des microtubules avec le cortex et du glissement des microtubules le long du cortex. Nous proposons que des anomalies similaires dans les mécanismes d'interaction des microtubules avec le cortex cellulaire dans les cellules cancéreuses pourraient favoriser les défauts mitotiques et ainsi conduire à l'instabilité génomique et la progression tumorale.
In most eukaryotic cells, the C-terminal aminoacid of α-tubulin is aromatic (tyrosine in mammals, phenylalanine in ) and is preceded by two glutamate residues. In mammals, the C-terminal tyrosine of α-tubulin is subject to cyclic removal from the peptide chain by a carboxypeptidase and re-addition to the chain by a tubulin-tyrosine-ligase (TTL). It has been shown that TTL is often suppressed in human cancer cells with resulting accumulation of detyrosinated (Glu-) tubulin and increased tumor aggressiveness. Molecular explanations for these observations have been lacking. Here we have developed Saccharomyces cerevisiae strains expressing only Glu tubulin and used them as a model to access the consequences of Glu-tubulin accumulation in cells. We find that such strains show mitotic defects, with decreased growth rates and impaired viability. The same strains display a perturbed microtubule organization including increased microtubule number and length, associated with inhibition of nuclear division and delay in mitotic exit. The mitotic block is apparently related to a complete inhibition of nuclear oscillations due to drastic effects in microtubule interaction with the cell cortex and the pulling of astral microtubules along the cortex. We propose that similar anomalies in the mechanisms of microtubule interactions with the cell cortex in cancer cells may favour mitotic defects and thereby genomic instability ans tumor progression.
Soutenue le 28 janvier 2003 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Spécialité : Biologie
