Coordination de l'assemblage du fuseau mitotique par des gradients d'interactions moléculaires générés par les chromosomes
Langue Anglais
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Auteur : Caudron, Maïwen
Date de soutenance : 01-01-2005
Directeur(s) de thèse : Chatenay, Didier - Karsenti, Éric
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Mots-clés libres : Nucléation
Mots-clés :
- Nucléation
- Thèses et écrits académiques
- Microtubules
- Thèses et écrits académiques
- Fuseau mitotique
- Thèses et écrits académiques
- Chromosomes
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Au cours du cycle cellulaire, les chromosomes sont distribués une seule fois et de façon identique entre les deux cellules filles. Ceci est effectué par le fuseau mitotique, une machine complexe composée de nano tubes de protéines orientés, les microtubules. Ces tubes s'auto organisent en une structure bipolaire au sein de laquelle les chromosomes se positionnent sur l'équateur et interagissent avec les microtubules au niveau de structures spécialisées, les kinétochores.Au début de la division cellulaire, les microtubules qui étaient alors longs et stables deviennent brusquement plus courts et dynamiques. Cela est dû à un changement général d'état du cytoplasme. Il a été observe qu'en l'absence de chromosomes, les microtubules ne pouvaient pas s'auto organiser en un fuseau mitotique bipolaire au sein du cytoplasme mitotique. Cette observation surprenante a soulevé la question des mécanismes impliqués dans le processus d'auto organisation du fuseau mitotique et en particulier du rôle possible des chromosomes. Ceci était intéressant dans la mesure où cela représenterait un exemple de coordination de l'assemblage d'une machine par l'objet même sur lequel elle agit.Il s'est avéré que les chromosomes jouent effectivement un rôle central dans le processus de formation du fuseau mitotique, en modifiant localement l'état du cytoplasme, ce qui induit la nucléation et la stabilisation de microtubules.Les résultats présentés ici montrent théoriquement et expérimentalement que les chromosomes génèrent des gradients d'interactions moléculaires qui procurent une information spatiale nécessaire à la coordination de la nucléation et de la stabilisation des microtubules, deux événements essentiels dans le processus d'auto organisation du fuseau mitotique. Une petite molécule que l'on nomme Ran, existe sous deux formes. Un état riche en énergie qui contient du GTP et un état pauvre en énergie qui contient du GDP. Il y a un facteur sur les chromosomes qui échange le GDP de Ran pour du GTP et un autre facteur dans le cytoplasme qui active l'activité GTPasique de Ran. Ceci conduit en principe à une haute concentration locale en Ran GTP autour des chromosomes. Sous cette forme, Ran interagit avec des complexes moléculaires présents dans le cytoplasme. Ces complexes sont appelés importine-protéines nucléaires (protéines à NLS). Lors de la liaison du Ran GTP aux importunes, les protéines NLS sont relâchées autour des chromosomes. Il se trouve que parmi ces protéines, il y a des molécules qui induisent la nucléation et la stabilisation des microtubules. Dans ma thèse, j'ai montré que de tels effets sont importants pour l'assemblage du fuseau mitotique. Ensuite, j'ai montré qu'il était possible de calculer la forme des gradients de RanGTP libre, de complexes Ran GTP importines et de proteins-NLS libres en utilisant les équations de reaction-diffusion. Finalement, j'ai visualisé le gradient formé par le complexe Ran GTP-importin en utilisant des méthodes de FLIM et montré que ce gradient pouvait être lu de façon spécifique par le système microtubulaire de telle sorte qu'il induise la nucléation des microtubules près des chromosomes et leur stabilisation à plus grande distance.En résumé, j'ai montré que des phénomènes de reaction-diffusion autour des chromosomes sont à la base du contrôle de l'auto organisation des microtubules en un fuseau bipolaire.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-287083
Type de ressource : Thèse
