Équipe "Dynamique et Structure du Cytosquelette"

Dirigée par Isabelle ARNAL

Décrire comment les interactions moléculaires entre les principaux constituants du cytosquelette (microtubules, actine), et des protéines associées (MAP, +TIP) modulent la forme et la fonction de neurones, voire sont liées à des pathologies neurodégénératives ou neurodéveloppementales.

Mots-clés

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Thèmes de recherche

L’équipe « Dynamique et structure du cytosquelette » est reconnue pour son expertise dans l’analyse de l’architecture du cytosquelette de l’échelle nanométrique jusqu’à l’organisation moléculaire tridimensionnelle.

La forme et la fonction des neurones dépendent notamment de la dynamique et de la structure des réseaux de microtubules et d’actine. L’assemblage, la stabilisation et l’organisation de ces réseaux sont régulées par de nombreux effecteurs interagissant le long (MAPs pour « Microtubules Associated Proteins ») ou aux extrémités (+TIPs pour « Plus-End Tubulin Interacting Proteins ») des microtubules. Leur dérégulation perturbe la différenciation des neurones et influe sur le développement de pathologies neurodégénératives ou neurodéveloppementales.


Afin d’investiguer les propriétés de régulation de l’interaction entre les microtubules et l’actine par les protéines qui y sont associées, l’équipe « Structure et dynamique du cytosquelette » développe les projets de recherches suivants :

  • Mécanismes moléculaires d’effecteurs neuronaux : comprendre ceux qui sous-tendent l’activité de régulation du cytosquelette par la « +TIP APC », protéine interagissant avec les microtubules et l’actine.

  • Voies moléculaires impliquées dans les effets de formes normales ou pathologiques : étudier comment les modifications (phosphorylations, mutations ponctuelles) de l’effecteur neuronal « Tau » influent sur l’assemblage des microtubules et de l’actine, pouvant causer une désorganisation du cytosquelette et une détérioration neuronale observée dans certaines pathologies neurodégénératives.

  • Visualisation de la nano-architecture du cytosquelette des neurones : corréler les modifications d’organisation du cytosquelette à des changements de la forme des neurones.

 

Techniques utilisées :

 

  • Biochimie et biologie cellulaire : sous-clonage, expression de protéines recombinantes, purification de protéines, purification de centrosomes, préparation d'extraits cellulaires, étude d'interactions protéiques, spectrophotométrie, lignées cellulaires et cultures primaires de neurones.

  • Microscopie optique : vidéo-microscopie optique par fluorescence (TIRF), microscopie confocale, vidéo-microscopie optique par contraste interférentiel différentiel, .

  • Microscopie électronique : coloration négative, cryo-microscopie et cryo-tomographie électronique.

Voir nos publications sur les essais biomimétiques en microscopie TIRF permettant de reconstituer la liaison d'EB aux bouts des microtubules ou la co-polymérisation des microtubules et des filaments d'actine.
 

Tutelles :  

Financements :

Collaborations :

L. Blanchoin (CEA, Grenoble)
G. Schoen (IBS, Grenoble)
F. Forbes (INRIA, Grenoble)
I. Kulic (ICS, Strasbourg)
H. Mohrbach (LPCT, Nancy)
E. Lebarbier (AgroParisTech)
N. Galjart (Rotterdam)

Stagiaires :

Anthony Manon (M2) 2020

 

Publications majeures dans des revues internationales à comité de lecture

La liste complète des publications d'I. Arnal est ici

Serre L, Stoppin-Mellet V and Arnal I (2019) Adenomatous Polyposis Coli as a scaffold for microtubule End-Binding proteins J Mol Biol 43: 1993

Peris L, Bisbal M, Martinez-Hernandez J, Saoudi Y, Jonckheere J, Rolland M, Sebastien M, Brocard J, Denarier E, Bosc C, Guerin C, Gory-Faure S, Deloulme JC, Lante F, Arnal I, Buisson A, Goldberg Y, Blanchoin L, Delphin C and Andrieux A (2018) A key function for microtubule-associated-protein 6 in activity-dependent stabilisation of actin filaments in dendritic spines Nat Commun 9: 3775

Prezel E, Elie A, Delaroche J, Stoppin-Mellet V, Bosc C, Serre L, Fourest-Lieuvin A, Andrieux A, Vantard M and Arnal I (2018) Tau can switch microtubule network organizations: from random networks to dynamic and stable bundles Mol Biol Cell 29: 154

Prezel E, Stoppin-Mellet V, Elie A, Zala N, Denarier E, Serre L and Arnal I (2017) TIRF assays for real-time observation of microtubules and actin coassembly: Deciphering tau effects on microtubule/actin interplay Methods Cell Biol 141: 199

Ramirez-Rios S, Serre L, Stoppin-Mellet V, Elie E, Vinit A, Courriol E, Fourest-Lieuvin A, Delaroche J, Denarier E and Arnal I (2017) A TIRF microscopy assay to decode how tau regulates EB's tracking at microtubule ends Methods Cell Biol 141: 179

Ramirez-Rios S, Denarier E, Prezel E, Vinit A, Stoppin-Mellet V, Devred F, Barbier P, Peyrot V, Sayas CL, Avila J, Peris L, Andrieux A, Serre L, Fourest-Lieuvin A and Arnal I (2016) Tau antagonizes end-binding protein tracking at microtubule ends through a phosphorylation-dependent mechanism Mol Biol Cell 27: 2924

Elie A, Prezel E, Guérin C, Denarier E, Ramirez-Rios S, Serre L, Andrieux A, Fourest-Lieuvin A, Blanchoin L and Arnal I (2015) Tau co-organizes dynamic microtubule and actin networks. Sci Rep 5:9964. doi: 10.1038/srep09964

Sayas CL, Tortosa E, Bollati F, Ramirez-Rios S, Arnal I and Avila J (2015) Tau regulates the localization and function of End binding proteins 1 and 3 (EB1/3) in neuronal cells. J Neurochem 133, 653-667

Delphin C., Bouvier D., Seggio M., Couriol E., Saoudi Y., Denarier E., Bosc C., Valiron O., Bisbal M., Arnal I. and Andrieux A. (2012). MAP6-F is a temperature sensor that directly binds to and protects microtubules from cold-induced depolymerization. J. Biol. Chem., 287, 35127-35138

 

 

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