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Accueil > Départements > Biologie Cellulaire > Anne-Marie TASSIN : Biogénese et fonction des structures centriolaires et ciliaires

Anne-Marie TASSIN : Présentation de l’équipe

L’ancrage des corps basaux à la membrane plasmique, étape cruciale de la ciliogénèse, implique l’assemblage de la zone de transition, qui contient des protéines dont la mutation conduit souvent à des ciliopathies. Nous disséquons ce processus d’ancrage par des approches moléculaires et de microscopie à haute résolution.

Au centre de la cellule, le centrosome se duplique à chaque cycle cellulaire. Composé de deux centrioles, organelles microtubulaires hautement conservées, et entouré du matériel pétricentriolaire le centrosome assure la nucléation et l’organisation des réseaux microtubulaires. Centre organisateur de microtubules, le centrosome contrôle traffic intracellulaire, polarité et division cellulaires. En interphase, le centriole-père devient un corps basal qui s’ancre à la membrane plasmique pour générer un cil primaire, organe de transduction de signaux. Dans certains epithéliums, une multiplication massive de corps basaux génère de nombreux cils motiles. Par cette double fonction de motilité et de transduction de signaux, les cils interviennent dans de nombreux processus développementaux et physiologiques et, chez les mammifères, leur altération détermine de nombreux désordres reconnus comme “ciliopathies”. La perte des cils, observée dans diverses tumeurs, révèle que la ciliogénèse relève aussi du cancer.

Chez tous les organismes, la ciliogénèse comporte une série d’étapes, pouvant différer d’un organisme à l’autre, mais elle implique des étapes-clés communes à tous : duplication du centriole/corps basal, maturation du corps basal, migration et ancrage à la membrane, croissance du cil. En plus d’une synthèse correcte des protéines impliquées, l’édification de cet organelle complexe dépend du bon déroulement des interactions moléculaires dans un espace 4D (espace-temps).

Corps basal et cil en microscopie électronique
A gauche : coupe longitudinale d’un corps basal et de son cil montrant leur continuité à travers une zone de transition . A droite : coupes transversales au niveau des lignes noires marquées à gauche de (1) un corps basal (BB) montrant la symétrie 9 de l’organisation des triplets de microtubules et de la "roue de charette" (cw) (2) d’une zone de transition (TZ) et (3) d’un cil montrant la même symétrie 9 de l’organisation de doublets de microtubules et la présence d’une paire centrale de microtubules. Barre=200nm.

Les objectifs de note équipe sont doubles : réaliser la dissection moléculaire et spatiale de l’étape d’ancrage du corps basal et comprendre comment des défauts de ciliogénèse peuvent conduire au développement d’une tumeur en étudiant le rôle de la dé-ubiquitinase suppresseur de tumeur CYLD, dont nous avons montré le rôle dans l’ancrage (Eguether et al., 2014).

La déplétion de la protéine FOR20 chez la paramécie prévient l’ancrage des corps basaux
A gauche : vue en microscopie confocale d’une paramécie sauvage (en haut) et déplétée pour FOR20 (en bas) marquées par des anticorps spécifiques des corps basaux en vert et du cytosquelette cortical (épiplasme) en rouge. Au lieu d’être ancrés à la surface, les corps basaux de cellules déplétées pour FOR20 se trouvent en vrac dans le cytoplasme. A droite : vue en microscopie électronique d’une paramécie sauvage (en haut) et déplétée pour FOR20 (en bas). Les corps basaux sont ancrés à la surface dans les cellules sauvages tandis qu’on les trouve libres dans le cytoplasme

1) Nous combinerons les nouvelles méthodes d’imagerie à haute résolution avec des approches génomique et post-génomique pour découvrir de nouveaux aspects de l’assemblage de cet organelle ubiquitaire et poly-fonctionnelle, en nous focalisant sur l’étape d’ancrage, que nous disséquerons sur la Paramécie : ce modèle multicilié unicellulaire, en effet, se prête facilement non seulement aux méthodes de biologie cellulaire, mais aussi à l’analyse post-génomique par RNAi et expression de protéines marquées. Les observations sur la Paramécie serviront de tremplin pour le travail sur les cellules de mammifères.

2) Notre récent travail sur les cellules de mammifère a révélé un rôle inattendu de la déubiquitinase CYLD dans l’étape de migration/ancrage du corps basal. Identifiée d’abord comme suppresseur de tumeur, CYLD est mutée dans les cylindromatoses familiales, qui prédisposent les porteurs à des tumeurs de la peau. La plupart des mutations caractérisées dans les cylindromes humains portent une délétion carboxy-terminale inactivant le domaine de déubiquination. L’ubiquitination est un mécanisme très répandu de régulation physiologique, touchant la dégradation des protéines, la réparation, l’endocytose de récepteurs, l’apopotose…. Le rôle de la déubiquitination dans l’ancrage des corps basaux peut relever d’une fonction plus générale dans la ciliogénèse. De plus, nous voudrions comprendre comment les défauts de ciliogénèse observés chez les souris mutantes Cyld portant la plus petite délétion trouvée dans les pathologies humaines, peuvent être reliés à la formation de tumeurs.

Une mutation dans le gène CYLD prévient l’ancrage des corps basaux
A gauche : double marquage des cils en rouge et des corps basaux en vert de cellules épendymaires de souris sauvages (en haut) et de souris portant la mutation CyldΔ932 (en bas) en culture avec des anticorps spécifiques, 15 jours après l’élimination du sérum. Les cellules multiciliées montrent un grand nombre de corps basaux, indépendamment de la présence ou l’absence de cils. A droite : images en microscopie électronique à transmission de cellules multiciliées de la trachée d’embryons de souris sauvages (en haut) ou mutantes (en bas). Dans les trachées d’embryons sauvages, de nombreux corps basaux sont ancrés régulièrement à la membrane apicale. Tous ont un axonème. Dans les trachées d’embryons mutants, les corps basaux restent dans le cytoplasme et ne sont pas ancrés à la membrane apicale.

Mots clés :

Centrosome, centriole, ciliogénese, corps basal, zone de transition, cryo-tomographie, CYLD, ubiquitination, suppresseur de tumeur

Contact


TASSIN Anne-Marie [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Tassin AM. - Biogenèse et Fonction des Structures centriolaires et Ciliaires [Responsable]
01 69 82 32 13 Gif - Bât 26

publié le , mis à jour le