Mai 2018 : La sensibilité des formines à la biochimie et à la force

Si les formines sont maintenant bien identifiées comme étant essentielles pour la dynamique de quasiment tous les réseaux d’actine présents dans les cellules, comment l’activité des formines est modulée en fonction du contexte (cellulaire) biochimique et mécanique reste mal compris. Dans un article publié dans eLife, des chercheurs de l’équipe “Régulation de la dynamique d’assemblage de l’actine” de l’institut Jacques Monod, ont révélé que la longueur moyenne des filaments d’actine assemblés par les formines peut être très largement augmentée en présence de profiline, une protéine qui s’associe en complexe avec l’actine monomérique. En revanche, si une force de traction est appliquée à la formine, cette dernière se détache rapidement de l’extrémité du filament et les filaments générés sont plus courts. Comment les cellules limitent le détachement des formines dans les réseaux d’actine sous tension est maintenant une question essentielle pour de prochaines études.

Parmi les très nombreuses protéines qui se lient et régulent la dynamique des filaments d’un réseau d’actine, les formines possèdent la capacité surprenante de suivre de manière processive l’extrémité dite barbée des filaments d’actine, dont elles assurent elle-même l’allongement. Chez les mammifères, les formines mDia1 et mDia2 jouent des rôles prépondérants pour la formation et la régulation du cortex cellulaire, ainsi que des réseaux liés à la motilité tels que le lamellipode et les filopodes. Une approche in vitro couplant microscopie de fluorescence et microfluidique a permis de montrer que la processivité des formines, i.e. leur capacité à rester liée au bout barbé des filaments tout en permettant leur allongement, était d’autant plus diminuée que la vitesse d’allongement des filaments étaient élevée. Cependant, à une vitesse d’allongement donnée, la présence de profiline en solution permettait d’améliorer la processivité des formines, en augmentant la fréquence de contact entre un sous-domaine des formines et le bout barbé. L’application d’une force de traction entre le filament d’actine et la formine présente au bout barbé, accélère radicalement le détachement  de ces dernières et ceci indépendamment de l’effet de la profiline observé sans force. Ces résultats permettent de mieux comprendre les conformations adoptées par la formine au bout barbé du filament : la comparaison des données à un modèle théorique indique qu’il existe deux chemins pour détacher les formines des filaments, et que ces deux chemins ne présentent pas la même sensibilité mécanique et biochimique.

 Contact : Antoine Jégou, équipe : “Regulation de la dynamique d’assemblage de l’actine

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