Carte postale ancienne montrant une protéine EB1 en train de travailler à la surface d’un microtubule.

On a déjà parlé sur ce blog des microtubules, ces long filaments cylindriques qui traversent la cellule de part en part et lui tiennent lieu de réseau routier, et dont les briques constitutives sont des dimères de tubuline. En général les microtubules sont des assemblages très stables, qui ne présentent de l’activité qu’à leurs extrémités : Alors que les tubulines s’assemblent à un bout, elles se détachent de l’autre côté dans une sorte de cycle perpétuel.

Mais il arrive parfois que des défauts apparaissent au milieu de la route, quand celle-ci est trop usée par le traffic de protéines motrices (comme les kinésines et dynéines) qui circulent sans cesse à sa surface. On va alors voir apparaître bosses, crevasses et autres nids de poule moléculaires susceptibles d’entraîner à terme une dégradation du microtubule.

On espère tout de même pour les protéines motrices que ça ne secoue pas trop le long des microtubules.

Heureusement, la cellule a mis un point un processus de réparation de la chaussée, avec une équipe de choc qui va se charger de réinsérer des briques de tubuline dans les zones endommagées. Ces cantonnières cellulaires travaillent d’ordinaire au bout du microtubule où se déroule la polymérisation, mais elles peuvent également être appelées à la rescousse pour retaper une chaussée endommagée. Aujourd’hui on vous invite donc à faire connaissance avec la #TeamBTP de la cellule !

  • CLIP-170 (pour Cytoplasmic LInker Protein), est la spécialiste des branchements et intersections entre microtubules.
  • EB1 (End Binding, qui se fixe normalement en fin de microtubule donc) est d’ordinaire chargé de réparer les dégâts causés par la spastine et la katanine (qui doit son non au katana japonais), deux protéines qui ont pour fonction de couper les protéines.
  • En cas de dommages dus à une irradiation de la cellule, on fera appel à EB3 et CLASP2 (CLip Associated Protein, une copine de CLIP donc).
  • Enfin, CLASP a pour mission de fournir tout ce petit monde en matière première en facilitant la récupération des tubulines libres dans le milieu cellulaire.
Quelques unes des protéines impliquées dans la réparation des microtubules : EB1 (en violet) comprend un domaine globulaire (pdb 1pa7) relié à un domaine où deux hélices α sont entrelacées (pdb 1wu9). CLASP et CLASP2 sont formées de plusieurs domaines avec des empilements d’hélices α (en vert, pdb 3woz). Grace à la Cryo-EM on peut également voir de grands assemblage, comme ces protéines EB3 (en orange) fixées à la surface d’un microtubule (en bleu, pdb 3jar).

Le phénomène de réparation a récemment été mis en évidence in vivo. Sur cette vidéo (Triclin et al., Nature Materials 2021) on peut voir sur la colonne de droite les microtubules en rouge, et les tubulines intégrées après réparation en vert.

Étonnamment, un microtubule réparé obéit au vieil adage Ce qui ne me tue pas me rend plus fort. Et c’est ainsi que le cycle de dégradations/réparations va contribuer à renforcer les axes qui connaissent le trafic moléculaire le plus important, et donc à stabiliser préférentiellement les voies de circulation majeures dans la cellule. Et c’est ainsi qu’une petit départementale cellulaire peut-être un jour élevée au rang d’autoroute !

Pour en savoir plus :

  • Un communiqué de l’Institut de Chimie du CNRS qui présente le travail réalisé sur l’auto-réparation des microtubules dans l’équipe de Laurent Blanchoin et Manuel Théry à Grenoble.