Institut Jacques Monod
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Régulation des microtubules chez les animaux multicellulaires

Paul CONDUIT

Nous voulons acquérir une compréhension fondamentale de la manière dont la nucléation des microtubules est régulée spatio-temporellement dans le contexte des animaux pluricellulaires.

Nous sommes particulièrement intéressés par la façon dont les mécanismes régulant la formation et l’organisation des microtubules varient entre les types de cellules, y compris dans les cellules en division et les neurones.

Mots-clés : Microtubules, division cellulaire, neurones, gamma-tubuline, g-TuRC, MTOC, centrosome, drosophile

+33 (0)157278095    paul.conduit(at)ijm.fr     @PaulConduit

Recherche

Objectif de la recherche

Nous voulons acquérir une compréhension fondamentale de la façon dont la nucléation des microtubules est régulée spatio-temporellement dans le contexte d’animaux multicellulaires. Nous nous intéressons particulièrement à la manière dont les mécanismes de régulation de la formation et de l’organisation des microtubules varient selon les types de cellules.

 

Background

Les microtubules sont des polymères dynamiques qui font partie du cytosquelette de la cellule. Ils forment une variété spectaculaire de tableaux à travers différents types de cellules et stades de développement. Par exemple, pendant la division cellulaire, les microtubules sont disposés dans le fuseau mitotique, qui sépare les chromosomes dupliqués de manière égale entre les cellules filles. Dans les neurones matures, cependant, les microtubules sont disposés en réseaux polarisés qui traversent les axones et les dendrites. Ces réseaux sont nécessaires pour le soutien structurel, la croissance des neurites et le transport des molécules entre le corps cellulaire et les terminaisons des neurites. Toutes les cellules utilisent la même machinerie fondamentale pour générer et organiser les microtubules, alors comment différentes cellules forment-elles des réseaux de microtubules aussi différents?

Programme de recherche

Nous abordons cette question en étudiant la régulation moléculaire des γ-tubulin ring complexes (γ-TuRCs), qui modélisent et catalysent la formation de microtubules de novo. Les γ-TuRC sont recrutés et activés à des sites spécifiques au sein des cellules afin de générer de nouveaux microtubules au bon endroit et au bon moment. Ces sites comprennent les centres d’organisation des microtubules (MTOC), tels que les centrosomes pendant la mitose ou le Golgi dans les fibroblastes en migration, les côtés de microtubules préexistants ou des régions spécialisées du cytoplasme, telles que le cytosol entourant la chromatine mitotique. Une fois générés, les moteurs moléculaires peuvent faire glisser les microtubules les uns contre les autres ou même guider la direction de la croissance des microtubules. Les microtubules peuvent également être stabilisés par des modifications post-traductionnelles ou par la liaison d’autres protéines. Bien que n’étant pas un objectif du laboratoire, nous nous intéressons également à ces processus post-nucléés car, collectivement, ils sont importants pour la formation correcte des réseaux de microtubules.

Principaux domaines de recherche actuellement au sein du laboratoire

  • Étude des mécanismes moléculaires régulant le recrutement et l’activation des γ-TuRC dans différents MTOC
  • Comprendre comment la formation et la polarité des microtubules sont régulées dans les neurones.

Méthodologie

Nous utilisons principalement la drosophile comme système modèle animal multicellulaire in vivo. Nous combinons une manipulation précise du génome, une imagerie cellulaire avancée fixe et vivante et des tests biochimiques pour sonder la régulation moléculaire des microtubules et l’effet de leur mauvaise régulation dans les cellules.

Impact

Nos travaux ont des implications pour le cancer et les maladies neurodégénératives, car les γ-TuRC ont été identifiés comme des cibles anticancéreuses potentielles et les microtubules font partie d’une réponse importante lors d’un stress neuronal.

Membres

Responsable :

Paul CONDUIT
Téléphone : +33 (0)157278089
paul.conduit(at)ijm.fr

 

Membres de l’équipe :

Isabel BECAM, Maitre de conférence

Akila MERAH YAGOUBAT, Post-doctorante

Adria CHORRO, Doctorante

Abir ELFARKOUCHI, Doctorant

Sélection de publications

Zhu Z, Tovey CA, Yen EC, Bernard F, Guichet A, ConduitP#. (2022) Multifaceted modes of γ-tubulin complex recruitment and microtubule nucleation at mitotic centrosomes. BioRxiv. 10.1101/2022.09.23.509043

Mukherjee A and Conduit P#. (2021). γ-TuRCs are required for asymmetric microtubule nucleation from the somatic Golgi of Drosophila neurons. BioRxiv. doi:10.1101/2021.09.24.461707.

Cunningham NHJ, Bouhlel IB, Conduit PT*. Daughter centrioles assemble preferentially towards the nuclear envelope in Drosophila syncytial embryos. Open biology 12 (1), 210343

Tovey CA, Tsuji C, Egerton A, Bernard F, Guichet A, de la Roche M, Conduit PT*. (2021). Auto-inhibition of Cnn binding to γ-TuRCs prevents ectopic microtubule nucleation and cell division defects. JCB. 10.1083/jcb.202010020.

Mukherjee A, Brooks P, Bernard F, Guichet A, Conduit PT*. (2020). Microtubules originate asymmetrically at the somatic Golgi and are guided via Kinesin2 to maintain polarity within neurons. eLife. 2020;9:e58943. [link]

Mukherjee A and Conduit PT*. (2019). γ-TuRCs (quick guide). Current Biology. [link]

Tovey CA, Tubman CE, Hamrud E, Zhu Z, Dyas AE, Butterfield AN, Fyfe A, Johnson E, Conduit PT*. (2018). γ-TuRC heterogeneity revealed by analysis of Mozart1. Current Biology 28, 2314-2323. [link]

Tovey CA and Conduit PT*. (2018). Microtubule nucleation by γ-tubulin complexes and beyond. Essays in Biochemistry. DOI: 10.1042/EBC20180028 [link]

Toutes les publications depuis 2017

Publications 

Zhu, Z., Becam, I., Tovey, C. A., Elfarkouchi, A., Yen, E. C., Bernard, F., Guichet, A., & Conduit, P. T. (2023). Multifaceted modes of γ-tubulin complex recruitment and microtubule nucleation at mitotic centrosomes. Journal of Cell Biology, 222(10), e202212043. https://doi.org/10.1083/jcb.202212043
Cunningham, N. H. J., Bouhlel, I. B., & Conduit, P. T. (2022). Daughter centrioles assemble preferentially towards the nuclear envelope in Drosophila syncytial embryos. Open Biology, 12(1), 210343. https://doi.org/10.1098/rsob.210343
Tovey, C. A., Tsuji, C., Egerton, A., Bernard, F., Guichet, A., de la Roche, M., & Conduit, P. T. (2021). Autoinhibition of Cnn binding to γ-TuRCs prevents ectopic microtubule nucleation and cell division defects. The Journal of Cell Biology, 220(8), e202010020. https://doi.org/10.1083/jcb.202010020
Alvarez-Rodrigo, I., Steinacker, T. L., Saurya, S., Conduit, P. T., Baumbach, J., Novak, Z. A., Aydogan, M. G., Wainman, A., & Raff, J. W. (2019). Evidence that a positive feedback loop drives centrosome maturation in fly embryos. ELife, 8, e50130. https://doi.org/10.7554/eLife.50130
Tovey, C. A., Tubman, C. E., Hamrud, E., Zhu, Z., Dyas, A. E., Butterfield, A. N., Fyfe, A., Johnson, E., & Conduit, P. T. (2018). γ-TuRC Heterogeneity Revealed by Analysis of Mozart1. Current Biology, 28(14), 2314-2323.e6. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.05.044
Conduit, P. T. (2016). Microtubule organization: A complex solution. Journal of Cell Biology, 213(6), 609–612. https://doi.org/10.1083/jcb.201606008

 

Revues

Mukherjee, A., Brooks, P. S., Bernard, F., Guichet, A., & Conduit, P. T. (2020). Microtubules originate asymmetrically at the somatic golgi and are guided via Kinesin2 to maintain polarity within neurons. ELife, 9, e58943. https://doi.org/10.7554/eLife.58943
Mukherjee, A., & Conduit, P. T. (2019). γ-TuRCs. Current Biology, 29(11), R398–R400. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.04.013
Tovey, C. A., & Conduit, P. T. (2018). Microtubule nucleation by γ-tubulin complexes and beyond. Essays in Biochemistry, 62(6), 765–780. https://doi.org/10.1042/EBC20180028

 

Preprint

Zhu, Z., Tovey, C. A., Yen, E. C., Bernard, F., Guichet, A., & Conduit, P. T. (2022). Multifaceted modes of γ-tubulin complex recruitment and microtubule nucleation at mitotic centrosomes. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2022.09.23.509043
Mukherjee, A., & Conduit, P. T. (2021). γ-TuRCs are required for asymmetric microtubule nucleation from the somatic Golgi of Drosophila neurons. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2021.09.24.461707

Thèses

Regulation of gamma-tubulin ring complex. C A Tovey

Regulation of microtubules by Patronin. P S Brooks

Studying the role of the Augmin complex in dendritic arborisation neruons. Y N A Jeske

Investigating the mechanisms of microtubule organisation at mitotic centrosomes in Drosophila. Z Zhu

Collaborations

Antoine Guichet, Susan Lea, Emmanuel Derivery, Natalia Sanchez-Soriano

Financement

ATIP-Avenir

Fondation Bettencourt-Schueller

Université Paris Cité

ANR “Regulation of microtubule nucleation during cell division”

(start date: Jan 2023 – end date: Dec 2026)

Emploi