Régulation de l’activité motrice 76

         

 

Figure  22  :  La  dynéine  interagit  avec  la  dynactine  qui  recrute  des  adaptateurs  spécifiques

 

(A)  Représentation  de  l’interaction  entre  la  dynéine  et  la  dynactine.   La  dynactine  interagit  

avec   les   chaines   intermédiaires   de   la   dynéine.   (B)   La   dynactine   recrute   de   nombreux   adapteurs  spécifiques  aux  structures  à  véhiculer.  Hook  et  FIP  interviennent  dans  le  transport   des   organites   et   des   endosomes.   Trak   et   Milton   sont   spécifiques   de   la   relocalisation   des   mitochondries.   Spindly   entre   en   jeu   lors   de   la   mitose   pour   permettre   l’accrochage   des   microtubules  aux  kinétochores.  BicD  et  Egl  interviennent  pour  le  transport  des  ARNm.  HkRP3   est  mis  en  place  pour  la  polarisation  des  granules  lytiques  vers  la  synapse  immunologique   des  cellules  NK.  Enfin  la  ninéine  est  un  potentiel  adaptateur  car  interagit  avec  la  dynéine  et   est  spécifique  des  centrosomes  mais  il  reste  à  déterminer  la  fonction  de  la  ninéine  associée   à  la  dynéine.  

   

2.2.   Régulation  de  l’activité  motrice    

Il  est  solidement  établi  depuis  de  nombreuses  années  que  Lis1  joue  un  rôle  essentiel  dans   la   régulation   spatiale   de   nombreuses   structures   cellulaires.   Cette   régulation   nécessite   l’activité  de  la  dynéine  qui  est  finement  modulée  par  Lis1.  L’association  de  Lis1  à  la  dynéine   nécessite  les  protéines  Nde1  ou  NdeL.  En  effet,  in  vitro,  l’absence  de  ces  protéines  ne  permet   pas  l’interaction  de  Lis1  avec  la  chaine  lourde  de  la  dynéine.  Nde1/NudeL  interagit  avec  la   région  de  sept  domaines  WD40  de  Lis1  et  avec  les  chaines  intermédiaires  de  la  dynéine.  Le   complexe   Lis1-­Nde1/NudeL   interagit   avec   la   dynéine   et   favorise   le   recrutement   de   la  

dynactine   (388).   Le   complexe   dynactine   interagira   ensuite   avec   les   adaptateurs   des   structures   d’intérêt.   De   nombreux   modèles   existent   concernant   les   mécanismes   de   régulation  de  la  dynéine  par  Lis1  :  

 

Lis1  initie  le  déplacement  de  la  dynéine  à  partir  des  extrémités  positives  des  microtubules  :    

Des  expériences  in  vitro,  démontrent  que  la  vitesse  de  déplacement  de  la  dynéine  sur  les   microtubules  est  considérablement  augmentée  en  présence  de  Lis1  (389).  Cependant,  des   expériences   in   vivo   chez   Aspergilus   nidulans   démontrent   le   contraire   (390).   De   manière   intéressante,  NudE  et  la  dynactine  interagissent  avec  le  même  site  d’interaction  sur  la  chaine   intermédiaire  de  la  dynéine.  Des  analyses  biochimiques  révèlent  que  la  dynactine  et  NudE   entrent  en  compétition  pour  interagir  avec  ce  domaine.  Ces  données  suggèrent  fortement   que   la   dynactine   dissocie   le   complexe   NudE-­Lis1   de   la   dynéine   pour   activer   la   migration   (391).   Supportant   cette   idée,   le   suivi   de   la   migration   d’endosomes   par   kymographie,   démontre   que   Lis1   ne   colocalise   pas   avec   les   endosomes   durant   leur   mouvement   au   contraire   de   la   sous   unité   p25   de   la   dynactine  (390,   392).   Ceci   suggère  que   Lis1   initie   le   mouvement  de  la  dynéine  sur  les  microtubules  mais  ne  régule  pas  sa  vitesse  de  déplacement   lors  du  transport  d’organelles  (Fig.  23).    

 

Figure  23  :  Lis1  initie  le  

déplacement  de  la   dynéine

 

Lis1   est   recrutée   à   la   dynéine  par  les  molécules   NudE/NudEL  et  stabilise  la  

dynéine   sur   les  

microtubules.   L’interaction   de   la   dynactine   avec   la   dynéine   conduit   à   la   libération  de  la  dynéine  de   Lis1   et   donc   à   son   déplacement                  

Lis1  recrute  et  stabilise  la  dynéine  aux  extrémités  positives  des  microtubules  :    

Lis1   est   fortement   concentrée   aux   extrémités   positives   des   microtubules   et   n’est   pas   détectée  au  cours  du  déplacement  des  objets  cellulaires  par  la  dynéine.  Lis1  peut  conduire   au   recrutement   de   la   dynéine   à   l’extrémité   positive   des   microtubules   en   favorisant   l’interaction  de  la  dynactine  avec  EB1  et  CLIP170  (393,  394).  Cela  permet  le  recrutement  de   IQGAP1  au  niveau  du  cortex  cellulaire,  ce  que  nous  discuterons  dans  la  partie  «  Fonctions   cellulaires  »   (395).   Par   ailleurs,   en   favorisant   l’interaction   de   la   dynactine   avec   EB1   et   CLIP170,  Lis1  favorise  le  recrutement  de  la  dynéine  au  niveau  des  kinétochores  lors  de  la   mitose  (396,  397)  (Fig.  24).    

 

 

Figure  24  :  Lis1  stabilise  la  

dynéine   aux   extrémités   positives  des  microtubules

 

Lis1   est   recrutée   à   la   dynéine   par   les   molécules   NudE/NudEL   et   stabilise   la  

dynéine   sur   les  

microtubules.   Le  

recrutement  de  la  dynactine   conduit  à  l’association  de  la   dynéine   avec   CLIP170   ce   qui  le  stabilise  au  niveau  des   kinétochores   et   du   cortex   cellulaire              

Lis1  facilite  le  transport  des  gros  chargements  par  la  dynéine  

Lis1  est  importante  pour  le  déplacement  des  structures  cellulaires  telles  que  les  noyaux,  les   vésicules   et   d’autres   structures   cellulaires   (390,   397-­399).   Cependant,   il   a   été   clairement   observé   que   l’extinction   du   gène   pafah1b1   conduit   à   un   défaut   de   migration   majeur   de   lysosomes  de  taille  importante  alors  que  les  petits  lysosomes  sont  moins  affectés  (400).  Ces   données   suggèrent   que   la   fonction   de   Lis1   sur   la   dynéine   dépend   du   chargement   à   transporter.  Une  publication  récente  démontre,  dans  des  lignées  cellulaires  COS-­7,  que  le   complexe   Lis1-­dynéine-­Nde1   permet   de   maintenir   l’interaction   entre   la   dynéine   et   les  

microtubules.   Lis1   serait   seulement   importante   pour   l’initiation   du   transport   des   charges   légères  mais  contribuerait  au  transport  des  charges  lourdes  tout  au  long  de  leur  déplacement   sur   les   microtubules.   Dans   ce   cas   précis,   Lis1   permettrait   de   maintenir   l’interaction   de   la   dynéine  avec  les  microtubules  et  son  cargo  (401)  (Fig.  25).    

 

Figure   25   :   Lis1   facilite   le  

transport  de  chargements  de   taille  importante  

 

Lis1  est  recrutée  à  la  dynéine  

par   les   molécules  

NudE/NudEL   et   stabilise   la   dynéine   chargée   de   grands   cargos   sur   les   microtubules   pour   maintenir   une   tension   suffisante  entre  la  dynéine  et   les   microtubules.   Pour   les   petits   chargements,   Lis1   n’est  pas  indispensable.                

Sur   le   plan   moléculaire,   des   études   de   diffraction   aux   rayons   X   et   de   microscopie   électronique   révèlent   que   Lis1   interagit   avec   la   région   AAA3/4   de   la   dynéine   (389).   L’interaction  de  la  dynéine  avec  les  microtubules  n’impacte  pas  l’hydrolyse  de  l’ATP  dans  le   domaine   AAA1.   Lis1   exerce   des  modifications   structurales   sur   la   dynéine   et  modifie   ainsi   l’affinité  du  domaine  MTBD  pour  les  microtubules.  Cet  effet  dépend  du  statut  nucléotidique   du  domaine  AAA3.  En  absence  de  nucléotide  ou  en  présence  d’ADP  dans  cette  région,  Lis1   augmente   l’affinité   de   la   dynéine   pour   les   microtubules.   Cependant,   Lis1   fragilise   cette   interaction   lorsque   le   domaine   AAA3   fixe   une   molécule   d’ATP.   Le   statut   nucléotide   du   domaine   AAA3   régule   les   modes   d’interaction   de   Lis1   avec   la   dynéine.   Par   microscopie   électronique  et  reconstruction  atomique  du  complexe  dynéine  et  Lis1,  les  auteurs  ont  révélé   que  deux  domaines  en  hélice    d’un  dimère  de  Lis1  se  fixe  sur  la  dynéine  en  présence  d’ATP.   L’un   interagit   avec   le   domaine   AAA3   alors   que   l’autre   contacte   la   région   coiled-­coil   de   la   chaine  lourde  faisant  l’intermédiaire  entre  le  moteur  et  le  domaine  MTBD.  Au  contraire,  en   absence   de   nucléotide   ou   en   présence   d’ADP,   seulement   une   hélice     interagit   avec   la  

dynéine  au  niveau  de  AAA3.  En  présence  d’ATP,  l’interaction  d’un  domaine  en  hélice    de   Lis1  fragiliserait  le  domaine  coiled-­coil  et  déstabiliserait  l’interaction  de  la  dynéine  avec  les   microtubules  entrainant  son  décrochement  (402)  (Fig.  26).    

 

Figure  26  :  L’état  nucléotidique  

de  AAA3  régule  l’activité  de  Lis1   vis-­à-­vis  de  la  dynéine  

 

La   présence   d’ATP   sur   le   domaine   AAA3   conduit   à   l’interaction   d’une   hélice     de   Lis1  avec  le  domaine  coiled-­coil  

de   AAA6   entrainant   la  

déstabilisation.   En   présence   d’ADP   ou   sans   nucléotide,   l’hélice    interagit  seulement  au   AAA5  et  stabilise  la  dynéine  sur   les  microtubules.              

Dans le document Rôles dans les lymphocytes T de la protéine Lis1, un régulateur de la dynamique des microtubules dépendante de la dynéine (Page 88-92)