Biologie chimique de la division cellulaire

L’unité de recherche en biologie chimique de la division cellulaire se concentre sur : 1) l’éclaircissement des mécanismes moléculaires par lesquels les moteurs de la kinésine et autres protéines associées aux microtubules contribuent au maintien du fuseau mitotique et 2) le développement de petits outils chimiques moléculaires qui peuvent être utilisés dans la recherche biomédicale et éventuellement comme produits chimiothérapeutiques dans la lutte contre le cancer.

L’assemblage d’une machine bipolaire composée de microtubules que l’on appelle fuseau mitotique est essentiel à la séparation des chromosomes dans la division cellulaire. L’inhibition de ce processus bloque la progression du cycle des cellules et représente une stratégie efficace dans le traitement du cancer. Les protéines motrices de la superfamille de la kinésine jouent des rôles importants dans l’orchestration de la formation du fuseau. Leur capacité de contrôler directement la structure des microtubules et la dynamique de la polymérisation les place dans une nouvelle catégorie de cibles chimiothérapeutiques.

Nous utilisons une approche multidisciplinaire qui associe la biochimie des protéines, la biologie cellulaire et la microscopie à haute résolution pour étudier la formation du fuseau dans les cellules de vertébrés en culture et dans des essais de reconstitution in vitro. Dans la figure ci-dessous, nous avons reconstitué l’assemblage du fuseau dans un système d’extrait d’œufs de la grenouille Xenopus.

Figure 1. L'assemblage du fuseau dans l’extrait d’œufs de Xenopus. (a) Un fuseau bipolaire se forme autour de billes recouvertes d’ADN (imitant des chromosomes) en présence du moteur moléculaire constitué d’un tétramère de kinésine-5 (Eg5), une protéine nécessaire pour l'assemblage du fuseau. (b) À l'inverse, un appauvrissement en Eg5 conduit à la formation d'un fuseau monopolaire, produisant une phénocopie de la perte de fonction de kinésine-5 dans les cellules. (c) L’ajout de Eg5 recombinant de type sauvage ou de Eg5-GFP (montré ici) reconstitue la bipolarité du fuseau.

Figure 2. Motilité d’Eg5-GFP à la résolution d’une seule molécule. Une vidéo en accéléré de tétramère Eg5-GFP (en vert) se déplaçant sur ​​des microtubules marqués à la rhodamine (en rouge) immobilisés sur une lamelle.

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