Fonction et régulation de la protéine ICAP-1alpha dans la ...
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tel-00435843, version 1 - 24 Nov 2009 et al. 2002; Garcia-Alvarez, de Pereda et al. 2003; Tadokoro, Shattil et al. 2003; Calderwood 2004; Calderwood 2004; Calderwood, Tai et al. 2004; Campbell and Ginsberg 2004; Qin, Vinogradova et al. 2004; Ratnikov, Partridge et al. 2005; Tanentzapf and Brown 2006; Nieswandt, Moser et al. 2007; Petrich, Fogelstrand et al. 2007; Petrich, Marchese et al. 2007; Wegener, Partridge et al. 2007) suggérant l’existence d’autres étapes en aval de la protéolyse de la taline nécessaires au désassemblage des adhérences. En effet, par rapport à la queue de la taline, la tête de la taline s’associe plus fortement à la protéine Smurf1, une E3 ligase qui ajoute des molécules d’ubiquitine sur les résidus lysine de la taline (Huang, Rajfur et al. 2009). Ces chaînes d’ubiquitine sont reconnues par le protéasome qui dégrade alors la tête de la taline. La tête de la taline peut être protégée de la dégradation induite par Smurf1 suite à sa phosphorylation par la protéine kinase dépendante des cyclines Cdk5. III.3.2.3. Le désassemblage des adhérences par les microtubules Bien que l’étalement et la migration cellulaires dépendent d’un remodelage du cytosquelette d’actine, les microtubules contrôlent eux aussi la dynamique des points d’ancrage (Kaverina, Krylyshkina et al. 1999). L’adressage précis des microtubules aux adhérences localisées au front de migration (Rid, Schiefermeier et al. 2005) ou à l’arrière de la cellule (Kaverina, Krylyshkina et al. 1999) conduit à leur déstabilisation et semble particulièrement important pour la polarisation des cellules. De nombreux mécanismes d’action des microtubules dans le désassemblage des adhérences ont été proposés (Figure 15). Les microtubules pourraient faciliter le désassemblage des adhérences par un relâchement local de la tension cellulaire. La protéine tyrosine kinase Arg, dont l’adressage aux adhérences requiert les microtubules, active p190RhoGAP conduisant à l’inhibition de RhoA (Peacock, Miller et al. 2007). De plus, les microtubules peuvent contrer les forces de tension au niveau des adhérences en rompant la liaison entre les protéines des adhérences et les fibres de stress d’actine soit en appuyant physiquement sur les adhérences soit par l’activité protéolytique de la calpaïne (Bhatt, Kaverina et al. 2002). Ou encore, les microtubules peuvent réduire la contractilité du système actino-myosine en séquestrant les facteurs d’échange de RhoA H1 et Lfc (Glaven, Whitehead et al. 1999; Krendel, Zenke et al. 2002; Chang, Nalbant et al. 2008). La dépolymérisation des microtubules provoque leur relâchement et l’augmentation locale de l’activité de RhoA déclenchant la voie ROCK/MLC/MLCP de contractilité cellulaire (Zenke, Krendel et al. 2004; Kwan and Kirschner 2005). Les microtubules désassemblent également les structures adhésives par endocytose via la GTPase dynamine selon une voie dépendante de la FAK (Ezratty, Partridge et al. 2005). A l’arrière de la cellule, les microtubules permettent la rétraction de cette région du corps cellulaire en stimulant la contractilité dépendante de ROCK via la FAK. Les forces de tension permettent le déplacement des adhérences et leur désassemblage (Iwanicki, Vomastek et al. 2008). Introduction | 39
tel-00435843, version 1 - 24 Nov 2009 Figure 15 : Modèle de régulation asymétrique de la dynamique des adhérences au cours de la migration cellulaire. Au niveau du lamellipode, les adhérences précoces vont soit se désassembler, soit se développer en adhérences focales sous l’effet de la contractilité du système actino-myosine. A leur tour, ces adhérences focales vont se désassembler sous l’effet des microtubules ou se transformer en adhérences fibrillaires par translocation centripète dépendante du système actino-myosine. A l’arrière de la cellule en migration, les adhérences se forment par fusion entre elles et la contractilité des fibres de stress induit leur glissement sur le substrat lors de la rétraction de la queue cellulaire. Ce phénomène est la résultante d’un assemblage de molécules à l’extrémité proximale des adhérences et d’un désassemblage par dissociation des molécules à leur extrémité distale. Ces adhérences vont ensuite se désassembler grâce aux microtubules ou se détacher du reste du corps cellulaire et constituer des empreintes membranaires résiduelles. D’après (Broussard, Webb et al. 2008). III.4. Fonction mécanique des adhérences focales La perception mécanique des cellules est impliquée dans de nombreux processus physiologiques comme l’embryogénèse (Newman and Comper 1990; Beloussov, Saveliev et al. 1994), la cicatrisation (Hinz, Mastrangelo et al. 2001; Tomasek, Gabbiani et al. 2002) et dans des processus pathologiques comme les fibroses et la carcinogénèse (Paszek, Zahir et al. 2005). De nombreuses études ont mesuré les forces de traction mécanique exercées par la cellule sur son substrat matriciel qui sont de l’ordre du nanoNewton (Dembo, Oliver et al. 1996; Dembo and Wang 1999; Oliver, Dembo et al. 1999; Balaban, Schwarz et al. 2001; Beningo, Dembo et al. 2001). Les cellules adhérentes sont capables d’appliquer des forces contractiles via le système actino-myosine afin de sonder les propriétés mécaniques de leur environnement et d’adapter en retour leur comportement adhésif et migratoire (Discher, Janmey et al. 2005). Les propriétés mécaniques de l’environnement extracellulaire permettent à la cellule d’ajuster la force de son adhérence en modulant l’activation des intégrines (Katsumi, Naoe et al. 2005) et le recrutement de nouvelles molécules dans les adhérences (Galbraith, Yamada et al. 2002; Giannone, Jiang et al. 2003). Introduction | 40
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<strong>et</strong> al. 2002; Garcia-Alvarez, <strong>de</strong> Pereda <strong>et</strong> al. 2003; Tadokoro, Shattil <strong>et</strong> al. 2003; Cal<strong>de</strong>rwood<br />
2004; Cal<strong>de</strong>rwood 2004; Cal<strong>de</strong>rwood, Tai <strong>et</strong> al. 2004; Campbell and Ginsberg 2004; Qin,<br />
Vinogradova <strong>et</strong> al. 2004; Ratnikov, Partridge <strong>et</strong> al. 2005; Tanentzapf and Brown 2006;<br />
Nieswandt, Moser <strong>et</strong> al. 2007; P<strong>et</strong>rich, Fogelstrand <strong>et</strong> al. 2007; P<strong>et</strong>rich, Marchese <strong>et</strong> al. 2007;<br />
Wegener, Partridge <strong>et</strong> al. 2007) suggérant l’existence d’autres étapes en aval <strong>de</strong> <strong>la</strong> protéolyse<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> taline nécessaires au désassemb<strong>la</strong>ge <strong>de</strong>s adhérences. En eff<strong>et</strong>, par rapport à <strong>la</strong> queue <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> taline, <strong>la</strong> tête <strong>de</strong> <strong>la</strong> taline s’associe plus fortement à <strong>la</strong> <strong>protéine</strong> Smurf1, une E3 ligase qui<br />
ajoute <strong>de</strong>s molécules d’ubiquitine sur les résidus lysine <strong>de</strong> <strong>la</strong> taline (Huang, Rajfur <strong>et</strong> al.<br />
2009). Ces chaînes d’ubiquitine sont reconnues par le protéasome qui dégra<strong>de</strong> alors <strong>la</strong> tête <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> taline. La tête <strong>de</strong> <strong>la</strong> taline peut être protégée <strong>de</strong> <strong>la</strong> dégradation induite par Smurf1 suite à sa<br />
phosphory<strong>la</strong>tion par <strong>la</strong> <strong>protéine</strong> kinase dépendante <strong>de</strong>s cyclines Cdk5.<br />
III.3.2.3. Le désassemb<strong>la</strong>ge <strong>de</strong>s adhérences par les microtubules<br />
Bien que l’étalement <strong>et</strong> <strong>la</strong> migration cellu<strong>la</strong>ires dépen<strong>de</strong>nt d’un remo<strong>de</strong><strong>la</strong>ge du<br />
cytosquel<strong>et</strong>te d’actine, les microtubules contrôlent eux aussi <strong>la</strong> dynamique <strong>de</strong>s points<br />
d’ancrage (Kaverina, Krylyshkina <strong>et</strong> al. 1999). L’adressage précis <strong>de</strong>s microtubules aux<br />
adhérences localisées au front <strong>de</strong> migration (Rid, Schiefermeier <strong>et</strong> al. 2005) ou à l’arrière <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
cellule (Kaverina, Krylyshkina <strong>et</strong> al. 1999) conduit à leur déstabilisation <strong>et</strong> semble<br />
particulièrement important pour <strong>la</strong> po<strong>la</strong>risation <strong>de</strong>s cellules. De nombreux mécanismes<br />
d’action <strong>de</strong>s microtubules <strong>dans</strong> le désassemb<strong>la</strong>ge <strong>de</strong>s adhérences ont été proposés (Figure 15).<br />
Les microtubules pourraient faciliter le désassemb<strong>la</strong>ge <strong>de</strong>s adhérences par un relâchement<br />
local <strong>de</strong> <strong>la</strong> tension cellu<strong>la</strong>ire. La <strong>protéine</strong> tyrosine kinase Arg, dont l’adressage aux adhérences<br />
requiert les microtubules, active p190RhoGAP conduisant à l’inhibition <strong>de</strong> RhoA (Peacock,<br />
Miller <strong>et</strong> al. 2007). De plus, les microtubules peuvent contrer les forces <strong>de</strong> tension au niveau<br />
<strong>de</strong>s adhérences en rompant <strong>la</strong> liaison entre les <strong>protéine</strong>s <strong>de</strong>s adhérences <strong>et</strong> les fibres <strong>de</strong> stress<br />
d’actine soit en appuyant physiquement sur les adhérences soit par l’activité protéolytique <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> calpaïne (Bhatt, Kaverina <strong>et</strong> al. 2002). Ou encore, les microtubules peuvent réduire <strong>la</strong><br />
contractilité du système actino-myosine en séquestrant les facteurs d’échange <strong>de</strong> RhoA H1 <strong>et</strong><br />
Lfc (G<strong>la</strong>ven, Whitehead <strong>et</strong> al. 1999; Kren<strong>de</strong>l, Zenke <strong>et</strong> al. 2002; Chang, Nalbant <strong>et</strong> al. 2008).<br />
La dépolymérisation <strong>de</strong>s microtubules provoque leur relâchement <strong>et</strong> l’augmentation locale <strong>de</strong><br />
l’activité <strong>de</strong> RhoA déclenchant <strong>la</strong> voie ROCK/MLC/MLCP <strong>de</strong> contractilité cellu<strong>la</strong>ire (Zenke,<br />
Kren<strong>de</strong>l <strong>et</strong> al. 2004; Kwan and Kirschner 2005). Les microtubules désassemblent également<br />
les structures adhésives par endocytose via <strong>la</strong> GTPase dynamine selon une voie dépendante <strong>de</strong><br />
<strong>la</strong> FAK (Ezratty, Partridge <strong>et</strong> al. 2005). A l’arrière <strong>de</strong> <strong>la</strong> cellule, les microtubules perm<strong>et</strong>tent <strong>la</strong><br />
rétraction <strong>de</strong> c<strong>et</strong>te région du corps cellu<strong>la</strong>ire en stimu<strong>la</strong>nt <strong>la</strong> contractilité dépendante <strong>de</strong> ROCK<br />
via <strong>la</strong> FAK. Les forces <strong>de</strong> tension perm<strong>et</strong>tent le dép<strong>la</strong>cement <strong>de</strong>s adhérences <strong>et</strong> leur<br />
désassemb<strong>la</strong>ge (Iwanicki, Vomastek <strong>et</strong> al. 2008).<br />
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