Le cytosquelette d'actine est un réseau de polymères biologiques présent dans les cellules eucaryotes. L'assemblage de structures organisées d'actine permet l'exercice de forces au cours de nombreux processus cellulaires (migration cellulaire, division…). Par ailleurs, le désassemblage contrôlé des structures de filaments d'actine est aussi indispensable pour réapprovisionner le réservoir d'actine monomérique de la cellule. En comprendre les détails moléculaires constitue un enjeu fondamental.
Dans nos cellules, de nombreuses structures complexes et régulières s’assemblent et se désassemblent en permanence. C’est le cas des réseaux de filaments constitutifs du cytosquelette des cellules dont fait partie l’
actine. L'équipe
CytoMorphoLab a pour but d’identifier et de formuler les grands principes biophysiques gouvernant la dynamique d'organisation du cytosquelette.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de cette équipe se sont basés sur une série d’observations microscopiques réalisée
in vitro à partir de protéines purifiées. Ils ont dans un premier temps utilisé une technologie de micro-patron afin de reconstituer dans un système simplifié l’assemblage de réseaux organisés d'actine analogues à ceux rencontrés dans la cellule. L'ajout successif d’ADF/cofiline (un facteur essentiel du désassemblage de l’actine), et d’Aip1 (une protéine partenaire) à ces réseaux d'actine leur a permis de montrer que si l'ADF/cofiline seule peut se révéler suffisante pour désassembler les réseaux branchés par le complexe Arp2/3, la présence supplémentaire d'Aip1 est requise pour désassembler les populations de filaments d'actine les plus résistantes tels que les câbles.
Pour mieux comprendre les détails moléculaires de ces réactions, les auteurs ont ensuite observé le comportement de filaments individuels d’actine. Leurs résultats ont permis de comprendre que l'ADF/cofiline seule peut fragmenter dans certaines conditions des filaments individuels de façon
stochastique ou démanteler des réseaux branchés par le complexe Arp2/3. Cependant, dans la majorité des cas, l'association de l'ADF/cofiline induit au contraire la stabilisation des filaments d'actine. Seule la présence supplémentaire d'Aip1 permet de déstabiliser les filaments d'actine indépendamment de leur organisation géométrique, et d'obtenir un désassemblage à une vitesse analogue à celle observée
in vivo.
En révélant comment le couple de protéines, ADF/cofiline - Aip1 collabore à l’assemblage de l’actine, cette équipe présente une étape supplémentaire essentielle à la compréhension du cycle de l'actine dans la cellule.
Actine : protéine qui constitue le squelette des cellules et qui permet de réguler et contrôler leur forme.
Dynamique stochastique : la longueur des filaments d’actine fluctue en permanence.