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L’amphiphysine : chef d’orchestre du positionnement du noyau cellulaire

La place du noyau est importante pour l’organisation des cellules et le développement des tissus. Ce positionnement est modifié dans de nombreuses maladies telles que les myopathies centronucléaires. Les équipes de Jocelyn Laporte et Michel Labouesse à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire, en collaboration avec celles d’Edgar Gomes à l’université de Lisbonne et de Vincent Gache à l’Ecole Normale Supérieure de Lyon, identifient un acteur central dans le mécanisme de positionnement du noyau : l’amphiphysine. Cette étude, qui ouvre des perspectives nouvelles pour le traitement de certaines myopathies, est publiée dans la revue Developmental Cell.

La position du noyau au sein de la cellule peut paraître anodine mais c’est en réalité un facteur primordial du bon fonctionnement cellulaire, comme par exemple la répartition optimale et polarisée des noyaux lors de la formation des fibres musculaires multinuclées. Les fibres musculaires contiennent en effet plusieurs centaines de noyaux situés normalement en position périphérique. Ces noyaux se trouvent déplacés dans plusieurs maladies musculaires sévères comme les myopathies centronucléaires qui, comme leur nom l’indique, se caractérisent par une position anormale des noyaux au centre de la fibre musculaire. Les mécanismes qui régulent le bon positionnement des noyaux demeuraient à ce jour peu connus.
Des mutations de BIN1, le gène codant pour l’amphiphysine, sont à l’origine de myopathies centronucléaires. Il n’était pas clair si cette mauvaise position des noyaux était une conséquence primaire ou secondaire de la mutation. Pour aborder cette question, les chercheurs ont travaillé sur un animal modèle, le ver nématode Caenorhabditis elegans, qui présente des caractéristiques similaires de mauvais positionnement du noyau en cas de mutation de l’amphiphysine. Ils ont ainsi mis en évidence que l’amphiphysine permettrait d’établir un lien entre les noyaux et le cytosquelette qui assure le maintien et la bonne organisation de la cellule.
Les chercheurs montrent que l’amphiphysine a une action sur les deux réseaux majeurs du cytosquelette que sont l’actine et les microtubules. D’un côté, elle se lie aux filaments d’actine par le biais de la nesprine, une protéine ancrée dans l’enveloppe nucléaire. De l’autre, elle s’associe à la protéine de liaison aux microtubules, CLIP170. Elle est donc indispensable pour faire le lien entre l’enveloppe nucléaire et les réseaux du cytosquelette. Des défauts primaires de la nesprine conduisent également à une myopathie, la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss. Cette mise en évidence du complexe amphiphysine-nesprine relie donc deux myopathies dans un mécanisme moléculaire commun, suggérant que des approches thérapeutiques similaires pourraient être applicables à ces différentes myopathies.

Par son action sur le cytosquelette, l’amphiphysine a ainsi un rôle primordial dans le positionnement du noyau au sein de la cellule, un mécanisme conservé chez le nématode, la souris et l’homme au fil de l’évolution et qui est altéré dans certaines myopathies. Ces travaux proposent une première explication moléculaire de cette caractéristique pathologique et permettent de mieux comprendre les mécanismes menant à ces maladies. En revanche, le lien entre la position du noyau et la faiblesse musculaire également caractéristique de ces maladies n’est pas encore élucidé.

Figure 1: Visualisation des noyaux (en rouge) et de la membrane plasmique (en bleu) de cellules épidermiques de l’embryon de Caenorhabditis elegans.

Figure 2 : L’amphiphysine, codée par le gène BIN1, a une action sur la position du noyau par le biais de plusieurs protéines liées au cytosquelette. Elle se lie à la nesprine, un interacteur de l’actine, et directement aux filaments d’actine. Elle s’associe également à CLIP170, une protéine associée aux microtubules.

© David Rodriguez. Manuela D’Alessandro. Jocelyn Laporte

Références :

Contacts :

  • Jocelyn Laporte

    Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
    CNRS UMR 7104, Inserm U964, Université de Strasbourg
    1 Rue Laurent Fries
    BP 10142
    67404 ILLKIRCH CEDEX

    Tél : 03 88 65 34 12

  • Michel Labouesse

    Institut de Biologie Paris-Seine
    CNRS UMR7622, Université Pierre et Marie Curie
    7 quai Saint Bernard

    75005 Paris

    Tél : 01 44 27 34 74