Architecture du cytosquelette et morphogenèse cellulaire
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Architecture du cytosquelette et morphogenèse cellulaire
UMR144 – Biologie Cellulaire et Cancer
Phong Tran
Chef d'équipe
phong.tran@curie.fr
Tél : +33 1 56 24 64 13
Anne Paoletti
Chef d'équipe
anne.paoletti@curie.fr
Tél : +33 1 56 24 64 13
Notre équipe explore comment le cytosquelette est organisé et contrôle
l’établissement de domaines fonctionnels sur la membrane plasmique
dédiés à la croissance polarisée ou à la future division cellulaire. Nous
cherchons aussi à comprendre comment le cytosquelette est remodelé à
l’entrée en mitose pour promouvoir l’assemblage du fuseau mitotique ou
l’anneau contractile de cytocinèse, deux machines moléculaires complexes
qui permettent la ségrégation fidèle des chromosomes et la division de la
cellule lors de la cytocinèse.
Pour répondre à ces questions fondamentales de morphogenèse, notre équipe allie l’imagerie
cellulaire à haute résolution et la biologie moléculaire et cellulaire de la levure S. pombe à des
approches innovantes de microfluidique. Récemment, nous avons commencé l’exploration de
voies de contrôle conservées dans les cellules de mammifères.
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Figure 1: Organization of functional spatial domains by microtu- bules (MTs) and actin.
MTs – assembled in symetrical antiparallel bundles – position the nucleus in the middle
where cell division will take place; MTs also dictate actin-dependent sites of polarized
cell growth.
Fonctions contrôlées par les microtubules (Phong Tran)
Nous souhaitons
comprendre
comment la
polarité cellulaire
et la division sont
orchestrées par le
cytosquelette. Nos
études passées
ont montré que
les faisceaux de
microtubules
interphasiques
contrôlent la
création de
nouveaux sites de
Figure 2. Fission yeast is a good model to study the MT cyto- -skeleton.(A) HeLa cells croissance
expressing GFP-tubulin. Shown are interphase and mitotic cells.(B) Enlarged images
polarisée
of the boxed region of interphase and mitotic cells shown in A. The magnification is
equal to that of the fission yeast in C.(C) A fission yeast cell expressing GFP-tubulin. organisés par
Interphase fission yeast has 3-5 MT bundles (Piel and Tran, 2009). Mitotic fission l’actine. Les
yeast has a relatively simple spindle that resembles an elongating bar. Compared to microtubules
mammalian cells, which have many MTs, fission yeast MTs are relatively easy to contrôlent aussi
visualize and quantify. Therefore, changes in MT architectural dynamics throughout la formation du
the cell cycle due to ectopic expression of tubulin-modifying enzymes can easily be
fuseau mitotique
measured.
qui ségrége les
chromosomes.
L’architecture du
cytosquelette et
sa dynamique
sont influencés
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pare des protéines
associées comme
les moteurs et les
facteurs de mise
en faisceaux
(bundlers) ainsi
que par des
protéines
régulatrices
comme les
kinases et
phosphatases. Un
objectif à long
terme est de
comprendre les
mécanismes
moléculaires par
lesquels ces
protéines
fonctionnent et
d’établir les
conservations
évolutives
potentielles entre
la levure et
l’homme. Notre
plan est (1)
d’identifier les
composants des
voies de contrôle
de la forme et de
la division (2)
définir les
interactions entre
composants du
cytosquelette
connus et
nouvellement
découverts et (3)
développer et
appliquer des
méthodes
d’analyse d’image
avancées et des
procédés de
nanotechnologie
aux cellules de
levure et de
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mammifère (Fig 2)
Contrôle spatio-temporel de la division cellulaire (Anne
Paoletti)
Notre objectif est de
déterminer comment la
division cellulaire est controlée
dans le temps et dans l’espace
pour guarantir une ségrégation
correcte des chromosomes et
une partition égale du
cytoplasme entre les cellules
filles. Nos travaux passés ont
montré que chez la levure S.
Figure 3: Spatio-temporal regulation of cell division in fission yeast. pombe ces régulations
Contractile ring Node precursors are composed of the two major
impliquent des nœuds
components Cdr2 and Mid1. Their assembly is restricted to the middle
by Pom1 kinase which forms a gradient emanating from the cell tips. corticaux médians organisés
Pom1 lowers Cdr2 affinity for membrane lipids and also inhibits Cdr2 par la kinase SAD Cdr2 et
clustering dependent on Mid1/Cdr2 interaction. Mid1, une protéine de la
famille de l’anillin qui définit la
position du plan de division
pendant l’interphase. Ces
nœuds servent de précurseurs
de l’anneau contractile acto-
myosique. Ils déclenchent
l’assemblage de l’anneau
contractile en position
médiane quand Mid1 est activé
par la kinase de la famille polo
Plo1. Nous avons aussi
découvert que ces nœuds sont
restreints au cortex médian
par la DYRK kinase Pom1 qui
forme des gradients de
concentration émanant des
poles de la cellule. Notre
travail le plus récent démontre
comment Pom1 empêche
l’assemblage des nœuds
corticaux aux poles de la
cellule en réduisant l’affinité
de Cdr2 pour les lipides
membranaires et en limitant sa
capicité de clustering qui
requiert son interaction avec
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Mid1. De manière intéressante,
Cdr2 favorise aussi l’entrée en
mitose en inhibant Wee1.
Cette seconde fonction de
Cdr2 est également inhibée
par Pom1. Cependant cette
inhibition est levée quand les
cellules s’allongent par
croissance, ce qui permet de
coupler l’entrée en mitose à la
taille de la cellule. Notre
objectif est maintenant de
caractériser la fonction de
composants additionnels des
nœuds corticaux médians
impliqués qui participent au
contrôle spatial de la division
ou favorisent l’entrée en
mitose. Nous souhaitons
également identifier les
cascades de signalisation et
les mécanismes moléculaires
qui permettent le remodelage
des nœuds corticaux à l’entrée
en mitose quand l’anneau
contractile commence à
s’assembler. Finalement, nous
souhaitons aussi définir si les
mécanismes que nous avons
identifiés chez la levure sont
conservés chez les Eucaryotes
supérieurs.
Publications clés
Année de publication : 2019
Federica Arbizzani, Sergio A Rincon, Anne Paoletti (2019 Jun 21)
Increasing ergosterol levels delays formin-dependent assembly of F-actin cables
and disrupts division plane positioning.
Journal of cell science : DOI : jcs.227447
Isabelle Loiodice, Marcel E Janson, Penny Tavormina, Sebastien Schaub, Divya Bhatt, Ryan
Cochran, Julie Czupryna, Chuanhai Fu, Phong T Tran (2019 Mar 7)
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Quantifying Tubulin Concentration and Microtubule Number Throughout the
Fission Yeast Cell Cycle.
Biomolecules : DOI : E86
Lara Katharina Krüger, Jérémie-Luc Sanchez, Anne Paoletti, Phong Thanh Tran (2019 Feb 27)
Kinesin-6 regulates cell-size-dependent spindle elongation velocity to keep
mitosis duration constant in fission yeast.
eLife : DOI : 10.7554/eLife.42182
Année de publication : 2017
Sergio A Rincon, Adam Lamson, Robert Blackwell, Viktoriya Syrovatkina, Vincent Fraisier, Anne
Paoletti, Meredith D Betterton, Phong T Tran (2017 May 18)
Kinesin-5-independent mitotic spindle assembly requires the antiparallel
microtubule crosslinker Ase1 in fission yeast.
Nature communications : 15286 : DOI : 10.1038/ncomms15286
Sergio A Rincon, Miguel Estravis, Florent Dingli, Damarys Loew, Phong T Tran, Anne Paoletti
(2017 Feb 7)
SIN-Dependent Dissociation of the SAD Kinase Cdr2 from the Cell Cortex Resets
the Division Plane.
Current biology : CB : 534-542 : DOI : 10.1016/j.cub.2016.12.050
Année de publication : 2015
Mercè Guzmán-Vendrell, Sergio A Rincon, Florent Dingli, Damarys Loew, Anne Paoletti (2015 Apr
17)
Molecular control of the Wee1 regulatory pathway by the SAD kinase Cdr2.
Journal of cell science : 2842-53 : DOI : 10.1242/jcs.173146
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