Le réglage de la boussole cellulaire
Les cellules doivent savoir s’orienter pour croître, se diviser et se déplacer. La boussole moléculaire qu’utilisent les cellules pour s’orienter est appelée GTPase Rho. Une collaboration interdisciplinaire entre deux équipes bordelaises a permis de déterminer comment les activateurs de la protéine Cdc42 se localisent à la membrane plasmique pour définir le pôle de la cellule. Publié dans la revue EMBO Journal, ces travaux apportent un éclairage sur les mécanismes qui vont orienter la croissance et la division d'une cellule pendant le cycle cellulaire.
Les "GTPases Rho" permettent aux cellules de distinguer leur avant et arrière, leur haut et bas, jouant ainsi un rôle similaire à une boussole. La capacité des cellules à s'orienter à l'aide des GTPases Rho est essentielle aux fonctions cellulaires fondamentales telles que la croissance, la division et la migration. Mais comment les Rho GTPases permettent-elles à la cellule de s’orienter? Pour répondre à cette question les chercheurs ont utilisé comme modèle la croissance polarisée de la levure bourgeonnante, Saccharomyces cerevisiae. En effet, cette levure doit définir un endroit précis de la membrane plasmique, appelé le pôle, où va croître la nouvelle cellule (le bourgeon).
La mise en place du pôle de la cellule dépend de l’activité de la protéine Cdc42 qui est une GTPase Rho. L’activation de Cdc42 au pôle va initier la polymérisation de filaments d’actine qui vont permettre le trafic de vésicules membranaires vers le pôle pour former le bourgeon. Cependant, comment l’activation de Cdc42 est-elle initiée à un endroit spécifique de la membrane plasmique pour ainsi définir un pôle unique?
Les chercheurs montrent que des lipides anioniques spécifiques recrutent les activateurs de Cdc42 à la membrane plasmique grâce à de multiples interactions. Réciproquement, ces activateurs organisent les lipides de façon à permettre d’ancrer fermement Cdc42 active à la membrane où celle-ci amorce la croissance polarisée. Lorsqu'elle est liée à la membrane plasmique, Cdc42 active s’organise en nanodomaines. Lorsque l'interaction des activateurs avec les lipides est perturbée, l'organisation du Cdc42 en nanodomaines est également affectée. Cette étude relie donc l'interaction des activateurs de Cdc42 avec les lipides à la dynamique des nanodomaines de Cdc42 et au contrôle de la polarité cellulaire.
© Derek McCusker
En savoir plus
-
Avidity-driven polarity establishment via multivalent lipid-GTPase module interactions.
Meca J, Massoni-Laporte A, Martinez D, Sartorel E, Loquet A, Habenstein B, McCusker D.
The EMBO Journal Published online 17.12.2018
DOI : 10.15252/embj.201899652