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Découverte de nouveaux variants de tubulines alpha et bêta

le 16 janvier 2016
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Les microtubules, éléments du cytosquelette, sont des structures tubulaires dynamiques organisés en réseaux dans les cellules eucaryotes. Ils sont impliqués dans de nombreuses fonctions cellulaires dont la séparation des chromosomes entre les cellules filles lors de la division cellulaire, la morphogénèse, la mobilité et la polarité des cellules. Avec toujours une même architecture moléculaire - cylindres constitués par l’empilement de tubulines alpha et bêta (briques de base) - les microtubules participent donc à des fonctions cellulaires très variées.

Cette aptitude est en grande partie liée à l’existence d’un code présent à leur surface. Ce code correspond à des modifications des tubulines alpha et bêta sur leurs chaînes polypeptidiques qui sont générées par plusieurs enzymes : certaines ajoutent, et d’autres enlèvent, des acides aminés principalement aux extrémités C-terminales des tubulines. Ces modifications régulent le fonctionnement des microtubules en modulant leurs associations à des protéines spécifiques.

Connaître les différentes composantes de ce code – quels isotypes de tubulines alpha et bêta sont présents, portant quelles modifications – et les enzymes impliquées dans les cellules neurales est cruciale pour comprendre leur rôle dans des fonctions spécifiques.

Il y a plusieurs années l’équipe « Physiopathologie du cytosquelette », dirigée successivement par Didier Job et Annie Andrieux, a montré le rôle majeur, voire vital pour la cellule et pour l’organisme d’une modification de la tubuline alpha : des souris n’exprimant plus la Tyrosine Ligase (TTL), enzyme qui place une tyrosine à l’extrémité de cette tubuline, meurent à la naissance parce que leur cerveau ne se développe pas correctement. L’équipe a également découvert récemment, en collaboration avec une autre équipe française, que les enzymes cytosoliques carboxypeptidase (CCP) enlèvent des glutamates à l’extrémité des tubulines alpha et bêta et sont nécessaires à la survie neuronale.

Dans un travail récent, publié dans Molecular Biology of the Cell en janvier 2016, l’équipe a développé et caractérisé un nouvel anticorps très spécifique qui a permis de découvrir deux nouvelles formes de tubuline alpha et bêta tronquées qui présentent la même séquence à leurs extrémités C-terminales. L’un de ces variants, la tubuline apha-delta-3 (à laquelle il manque trois acides-aminés), est spécifique des neurones jeunes et est surtout présent dans le cerveau à la naissance. Il est généré par l’action de déglutamylases spécifiques. L’autre variant, plus inattendu (l’existence de troncatures sur la tubuline bêta étant rarement décrite) est la tubuline bêta-delta-4, une forme ubiquitaire dont le niveau est constant au cours du cycle cellulaire.

Il reste à comprendre comment ces formes de tubuline nouvellement mises en évidence régulent la physiologie cellulaire. La distribution de la tubuline alpha-delta-3 et son association à des microtubules très dynamiques laisse imaginer une(des) fonction(s) critique(s) lors du développement neuronal.

 



Immunofluorescence de cellules révélant leurs microtubules.
A gauche : neurones d’hippocampe marqués avec l’anticorps permettant de visualiser les nouveaux variants de tubulines alpha et bêta présents dans toute la cellule neuronale.
A droite : Tubuline bêta repérée avec un anticorps spécifique dans des cellules Hela : sur ces cellules de forme étalée on voit nettement le réseau microtubulaire ainsi qu’un fuseau mitotique et deux ‘midbody’ caractéristiques.

Référence : 

Aillaud C, Bosc C, Saoudi Y, Denarier E, Peris L, Sago L, Taulet N, Cieren A, Tort O, Magiera M, Janke C, Redeker V, Andrieux A, Moutin MJ. Evidence for new C-terminally truncated variants of alpha- and bêta-tubulins. Mol Biol Cell 2016.


Mise à jour le 8 novembre 2017

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