Paul Conduit La recette des microtubules pour créer une grande diversité de formes de neurones

Les neurones se présentent sous une grande variété de formes

Les microtubules s'assemblent en réseaux complexes, spécifiques à la forme et à la fonction d'une cellule. La plupart des neurones forment des prolongements appelés neurites, qui leur permettent de recevoir et de transmettre des informations, et qui peuvent varier en longueur et en complexité. Les microtubules s'étendent à travers les neurites, fournissant des forces mécaniques pour leur croissance et un moyen de transporter de matériel dans tout le neurone. Paul Conduit s'intéresse particulièrement aux mécanismes moléculaires qui permettent la formation des microtubules et souhaite savoir si une régulation différentielle de ce processus peut contribuer aux variations de la forme des neurones.

Nucléation : là où tout commence

La formation des microtubules ne se produit pas par hasard, elle doit être contrôlée dans l’espace et dans le temps. Pour cela, des groupes de protéines appelés complexes d’anneaux de tubuline γ (γ-TuRC) sont recrutés à des endroits spécifiques de la cellule où ils déclenchent la formation des microtubules, ce qu’on appelle la nucléation. Dans son laboratoire à l'Institut Jacques Monod à Paris, Paul Conduit s'intéresse à la manière dont ce processus est régulé afin que les cellules puissent former leurs réseaux complexes de microtubules. Comment la régulation des γ-TuRC varie-t-elle dans différents types de neurones, au cours du développement animal et en réponse au stress cellulaire ? 

Ces questions peuvent être abordées à l’aide d’un système élégant : une famille de neurones innervant la peau de la mouche drosophile, dont la forme très variée est spécifique à leur fonction. L’avantage de ces neurones est qu’ils peuvent être manipulés génétiquement, et qu’ils peuvent être facilement visualisées dans la mouche à l’aide d’un microscope.

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Suivre la nucléation pour comprendre la diversité des formes des neurones

L'équipe de Paul Conduit a développé des méthodes pour visualiser les γ-TuRC et suivre la nucléation des microtubules dans les neurones de drosophile en temps réel. Cela leur permettra de révéler comment ce phénomène est régulé dans différents types de neurones tout au long du développement. Les sites de nucléation se forment-ils au même endroit dans les neurones très ramifiés et dans les neurones peu ramifiés ? Les γ-TuRC agissent-ils toujours avec les mêmes partenaires ? Les γ-TuRC sont-ils nécessaires dans les neurones adultes, une fois les réseaux de microtubules établis ? 

En cas de stress, comme la section d'un des neurites, la nucléation augmente pour protéger le neurone et cela dépend des γ-TuRC. Mais comment les γ-TuRC sont-ils régulés pour médier cette réponse ? Est-il possible de les utiliser pour protéger les neurones de la dégénérescence ? 

Ce projet soutenu par Impulscience^® vise donc à révéler de nouveaux concepts sur la façon dont les neurones régulent leur développement, concepts transposables à d'autres types de cellules et à d'autres organismes. De plus, les résultats obtenus pourraient contribuer à révéler des moyens de résister à la neurodégénérescence en cas de stress, ou suggérer des perspectives d’utilisation des γ-TuRC comme cible de traitements anticancéreux, qui pourraient être moins toxiques pour les neurones que les médicaments actuels ciblant les microtubules.