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Équipe "Dynamique et Structure du Cytosquelette Neuronal"

dirigée par Isabelle ARNAL et Annie ANDRIEUX

Elucider la contribution du cytosquelette dans les fonctions neuronales, dans des contextes normaux et pathologiques, à l’aide de divers modèles (systèmes biomimétiques, modèles cellulaires et animaux) et approches multidisciplinaires (biologie moléculaire et biochimie, biologie cellulaire, microscopie à fluorescence, cryo-microscopie électronique).
L'objectif de l'équipe « Dynamique et Structure du Neuro-Cytosquelette » est d’élucider les mécanismes gouvernant l'organisation du cytosquelette dans le développement et la plasticité des neurones, et de comprendre comment ces mécanismes sont dérégulés en conditions pathologiques. Plus précisément, nous visons à déchiffrer comment les protéines associées aux microtubules (MAP) -élaborent et contrôlent divers arrangements microtubulaires -régulent le comportement de l'actine et -coordonnent l’assemblage et l’organisation des microtubules et de l’actine.


Thématiques de recherche et techniques utilisées

Les microtubules, éléments majeurs du cytosquelette, sont très abondants dans le cerveau où ils jouent un rôle essentiel dans l'architecture et l'activité des neurones. Les microtubules peuvent être dynamiques ou stables, former des polymères individuels ou s’organiser en faisceaux. Les microtubules interagissent avec l'actine, un autre composant du cytosquelette, et cette synergie est cruciale pour le développement et les fonctions neuronales. En régulant la stabilité et l’organisation des microtubules, les MAPs sont des régulateurs clés de ces polymères. Des études récentes, incluant nos travaux, montrent que les MAPs peuvent également se lier directement à l'actine. Les altérations du cytosquelette, y compris celles résultant de dysfonctionnements des MAP, sont liées à de nombreux troubles du développement cérébral et à des maladies neurodégénératives.

Techniques

  • Biologie moléculaire et biochimie : clonage, expression et purification de protéines, interactions protéiques.
  • Systèmes biomimétiques : reconstitution à partir de protéines purifiées du comportement des microtubules et de l’actine.
  • Biologie cellulaire : culture primaire de neurones, localisation subcellulaire de protéines, suivi des propriétés dynamiques et de l’organisation du cytosquelette.
  • Microscopie : microscopie confocale, airyscan et spinning disk, microscopie TIRF (Total Internal Reflexion Fluorescence), imagerie en molécule unique par TIRF, microscopie par expansion, cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et cryo-tomographie électronique, reconstructions tridimensionnelles (programmes ETomo, RELION).
 

Publications

Publications majeures dans des revues internationales à comité de lecture


Cuveillier C, Delaroche J, Seggio M, Gory-Fauré S, Bosc C, Denarier E, Bacia M, Schoehn G, Mohrbach H, Kuli? I, Andrieux, Arnal I, Delphin C (2020). MAP6 is an intraluminal protein that induces neuronal microtubules to coil. Science Adv 6:eaaz4344.

Serre L, Stoppin-Mellet V, Arnal I (2019) Adenomatous Polyposis Coli as a Scaffold for Microtubule End-Binding Proteins. J Mol Biol 431, 1993-2005.

Denarier E, Brousse C, Sissoko A, Andrieux A, Boscheron C (2019) A neurodevelopmental TUBB2B beta-tubulin mutation impairs Bim1 (yeast EB1)-dependent spindle positioning. Biol Open 29:8.

Prezel E, Elie A, Delaroche J, Stoppin-Mellet V, Bosc C, Serre L, Fourest-Lieuvin A, Andrieux A, Vantard M, Arnal I (2018) Tau can switch microtubule network organizations: from random networks to dynamic and stable bundles. Mol Biol Cell 29:154-165.

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

Jonckheere J, Deloulme JC, Dall'Igna G, Chauliac N, Pelluet A, Nguon AS, Lentini C, Brocard J, Denarier E, Brugière S, Couté Y, Heinrich C, Porcher C, Holtzmann J, ANDRIEUX A, Suaud-Chagny MF, Gory-Faure S (2018) Short- and long-term efficacy of electroconvulsive stimulation in animal models of depression: The essential role of neuronal survival. Brain Stimul 11:1336-1347.

Aillaud C, Bosc C, Peris L, Bosson A, Heemeryck P, Van Dijk J, Le Friec J, Boulan B, Vossier F, Sanman LE, Syed S, Amara N, Couté Y, Lafanechère L, Denarier E, Delphin C, Pelletier L, Humbert S, Bogyo M, Andrieux A, Rogowski K, Moutin MJ (2017) Vasohibins/SVBP are tubulin carboxypeptidases (TCPs) that regulate neuron differentiation. Science 358:1448-1453.

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, Arnal I (2016) Tau antagonizes end-binding protein tracking at microtubule ends through a phosphorylation-dependent mechanism. Mol Biol Cell 27:2924-2934.

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

Deloulme JC, Gory-Faure S, Mauconduit F, Chauvet S, Jonckheere J, Boulan B, Mire E, Xue J, Jany M, Maucler C, Deparis AA, Montigon O, Daoust A, Barbier EL, Bosc C, Deglon N, Brocard J, Denarier E, Le Brun I, Pernet-Gallay K, Vilgrain I, Robinson PJ, Lahrech H, Mann F, Andrieux A (2015) Microtubule-associated protein 6 mediates neuronal connectivity through Semaphorin 3E-dependent signalling for axonal growth. Nat Commun 6:7246.

Publications de l'équipe





Mise à jour le 7 avril 2021

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