Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Mouvement des protéines“

Le bien-être du cheval implique des aspects éthiques, des enjeux économiques et de sécurité humaine. Identifier et favoriser les bonnes pratiques est un élément essentiel pour promouvoir le bien-être équin (et humain) et une médecine vétérinaire préventive. Les chevaux domestiques présentent fréquemment des problèmes de bien-être, d’ordre sanitaire (problèmes de dos, ulcères gastriques, coliques, blessures de harnachement, obésité, …) ou plus "psychologique" (états "dépressifs") (cf. l’article paru dans ce même numéro : - Les indicateurs visibles de bien-être animal chez le cheval : les apports de la recherche scientifique), aussi bien en établissements professionnels que chez des particuliers (pour des raisons différentes). Il est donc crucial de bien connaître les facteurs en jeu. Le cheval, issu d’une longue évolution, est une espèce sociale adaptée à une alimentation riche en fibres et quasi-continue. Les conditions domestiques induisent des restrictions sociales, spatiales et alimentaires qui peuvent porter atteinte à l’adaptabilité de l’espèce. L’hébergement en box isolé, restreignant le mouvement libre et les contacts sociaux, est clairement associé à des manifestations de mal-être et d’excitabilité ; les repas majoritairement composés de granulés riches en protéines et énergie nuisent au système digestif ; un regard critique sur les techniques d’équitation peut permettre de prévenir les problèmes de dos. Une bonne connaissance de l’espèce permet de trouver les justes compromis entre contraintes des activités et besoins des animaux (par exemple, apport en fibres (foin, graminées, taillis), sorties libres).

La classe C des Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG) comprend plusieurs membres aux fonctions physiologiques importantes comme par exemple les récepteurs des principaux neurotransmetteurs excitateurs (glutamate) et inhibiteurs (GABA) du système nerveux, les récepteurs des goûts umami et sucré et les récepteurs sensibles au calcium. Ces récepteurs possèdent une architecture moléculaire particulière, caractérisée par la présence d’un large domaine extracellulaire (ECD) relié à un domaine membranaire composé de 7 hélices transmembranaires (7TM). De plus, ils forment tous des dimères obligatoires, la dimérisation étant fondamentale pour leur fonction. La fixation d’agoniste dans l’ECD induit l’activation du récepteur. L’activité des agonistes peut être modulée de manière allostérique par des modulateurs positifs (PAM) ou négatifs (NAM), se liant au domaine 7TM. Il est important de comprendre comment les changements de conformation induits par la liaison des agonistes au sein du domaine extracellulaire sont transmis au domaine transmembranaire mais aussi de comprendre les bases structurales et moléculaires de la régulation allostérique des récepteurs de la classe C. Les progrès récents de la microscopie électronique en conditions cryogéniques (cryoEM) ont permis des avancées sans précédent dans le décryptage des bases structurelles et moléculaires des mécanismes d’activation des RCPG de classe C, et notamment du récepteur métabotropique du glutamate de type 5 (mGlu5). Le glutamate entraîne une fermeture et un changement d’orientation des domaines extracellulaires qui induit un mouvement important entre les sous-unités, rapprochant les 7TM et stabilisant la conformation active du récepteur. La diversité de conformations inactives pour les récepteurs de la classe C était inattendue mais propice à une activation possible par des PAM. Ces derniers stabilisent une conformation active des 7TM, indépendante des changements conformationnels induits par les agonistes, représentant un mode alternatif d’activation des récepteurs mGlu. Nous présentons et discutons ici les caractérisations structurales récentes des récepteurs de classe C, en soulignant les résultats qui rendent cette famille de récepteurs unique. La compréhension de la base structurelle de la signalisation des dimères de mGlu représente une réalisation historique et ouvre la voie à l’analyse de la signalisation des dimères de RCPG en général. Ces analyses structurales devraient également ouvrir de nouvelles voies pour la conception de médicaments ciblant cette famille de récepteurs qui sont aussi des cibles thérapeutiques.

L’espace pleural est délimité par les plèvres viscérale et pariétale. A l’état physiologique, une très faible quantité de liquide pleural est présente pour favoriser le glissement des lobes pulmonaires lors des mouvements respiratoires. La production et la résorption de liquide pleural sont soumises aux forces de Starling, et une partie du drainage est assurée par le système lymphatique. Les cinq mécanismes responsables d’un épanchement pleural incluent une augmentation de pression hydrostatique, une baisse de pression oncotique, une réduction des capacités de drainage lymphatique, une augmentation de la perméabilité endothéliale ou mésothéliale, ou encore une rupture vasculaire ou viscérale. Ainsi, de très nombreuses affections peuvent être responsables d’un épanchement pleural. On distingue les transsudats purs, les transsudats modifiés et les exsudats en considérant la concentration en protéines, la cellularité totale et l’examen cytologique de l’épanchement. Cette classification comporte néanmoins des limites. Il peut s’avérer pertinent, comme en médecine humaine, de s’aider d’autres paramètres pour ne finalement distinguer que deux catégories, transsudats et exsudats (critères de Light) en comparant notamment la concentration en protéines totales entre l’épanchement et le sérum ou en dosant l’activité de la lactate deshydrogénase (LDH) dans l’épanchement. Lors d’hémothorax, une mesure du microhématocrite dans l’épanchement est nécessaire. Une décompensation cardiaque chez le chat peut être identifiée en dosant le NT-proNBP dans le sang et l’épanchement. Lors de pyothorax, de chylothorax, de bilothorax ou d’urothorax, il convient de comparer les concentrations dans l’épanchement et dans le sérum du glucose et lactates, des triglycérides, de la bilirubine et de la créatinine, respectivement. Selon les premières analyses et la nature identifiée de l’épanchement, d’autres examens complémentaires peuvent ensuite s’avérer indispensables : imagerie médicale (scanner thoracique, échocardiographie, échographie abdominale), culture bactériologique, recherche PCR, bilan d’hémostase, ...

Le syndrome de Kartagener est une maladie génétique très rare à transmission autosomique récessive (1/40 000) faisant partie des dyskinésies ciliaires primitives. Plus de 70 % des cas présentent une mutation du gène codant pour la dynéine, protéine essentielle aux mouvements ciliaires. Son diagnostic clinique repose sur l’association de trois signes : un situs inversus, une bronchorrée chronique et des bronchectasies et des sinusites à répétition avec une polypose nasosinusienne. L’examen clinique est primordial et ne doit pas méconnaître une déviation des bruits du coeur à droite. La radiographie thoracique objective le situs inversus. L’examen au microscope optique à contraste de phase sur biopsie fraîche de cellules ciliées (anomalies de battements ciliaires) et l’examen au microscope électronique confirment le diagnostic mais ne sont pas disponibles en routine. Sa prise en charge est multidisciplinaire. Son existence mérite d’être connue par l’ensemble des cliniciens des Services médicaux d’unité et des Hôpitaux d’instruction des armées car il rend le patient inapte à l’engagement (G = 5, IM 2100). Nous présentons le cas d’un jeune homme, âgé de 20 ans, engagé volontaire dans la Légion étrangère.

Contexte : Le stress thermique se traduit par divers effets sur la physiologie générale de l’animal. Objectifs : Cette revue de littérature a pour objectif de décrire les effets physiologiques, pathologiques, comportementaux, alimentaires et immunitaires du stress thermique et son impact sur la production laitière. Méthode : À partir de la base PubMed, elle s’est concentrée dans un premier temps sur les articles de synthèse puis a été complétée par les références des articles identifiés. Résultats : La température corporelle mesurée par des capteurs placés en divers endroits du corps dépend davantage du THI que de la température environnementale. Elle dépend du niveau de la production laitière, de la race et du rythme circadien. L’augmentation de la fréquence respiratoire (> 60 mouvements/min)et le halètement qui en résulte tout comme l’augmentation de la quantité d’eau ingérée et la réduction de l’ingestion alimentaire constituent les principales manifestations d’un stress thermique. Il se traduit également par une perte d’état corporel et une augmentation du pH sanguin. Il entrave le développement néonatal du fait de la réduction de l’ingestion alimentaire et de l’altération du système immunitaire. La diminution de la production laitière est une autre conséquence importante d’un stress thermique qui s’accompagne par ailleurs d’une diminution de la concentration en protéines, matière grasse et lactose du lait. Diverses altérations comportementales sont également observées : diminution de la position couchée et augmentation des stations debout, recherche d’ombre et d’eau, etc. Les effets immunitaires du stress thermique s’observent davantage avant qu’après le sevrage. Chez la vache en lactation, il entraîne une augmentation du taux cellulaire du lait et une diminution de la concentration plasmatique en cytokines et en immunoglobulines. Enfin, un stress thermique induit une augmentation de la prévalence de pathologies telles que l’acidose du rumen, l’acétonémie, les boiteries, les mammites ou encore l’infestation parasitaire. Conclusions : L’augmentation de la température environnementale nous invite à prendre davantage conscience de la multiplicité de ses effets directs ou indirects responsables à court, moyen et long terme et de ses conséquences économiques. L’augmentation constante des recherches conduites pour objectiver les effets observés permettront aux responsables de la santé animale de mettre en place les stratégies adéquates pour en limiter les effets.

De l’après-guerre à nos jours, l’élevage français a connu une double évolution en apparence contradictoire, entre un processus de rationalisation technoscientifique de la production de protéines animales et un mouvement de patrimonialisation des races, des paysages et des productions. Cette évolution, concomitante de profondes mutations sociétales touchant à la question animale, a représenté un défi majeur pour le droit, confronté à la nécessité d’accompagner des dynamiques normatives antagoniques. C’est à éclairer ce processus historique complexe que cet article est consacré.

La diffusion latérale des lipides et des protéines transmembranaires est essentielle pour les fonctions biologiques. Dans le contexte cellulaire, la fraction surfacique des protéines membranaires est élevée, atteignant environ de 50 à 70% selon le type de membrane. La diffusion se fait donc dans un milieu très encombré. Le but de ce travail est d'étudier in vitro l'effet de l'encombrement des protéines sur la diffusion des protéines et des lipides. Jusqu'à présent, les mesures de diffusion latérale ont généralement été réalisées à faible densité de protéines, et l'effet de l'encombrement des inclusions membranaires ou des protéines membranaires a été peu étudié expérimentalement. Nous avons utilisé une méthode de suivi de particules uniques (SPT) pour suivre les trajectoires de la pompe à protons Bactériorhodopsine (BR) et de lipides marqués avec des quantum dots au bas de vésicules unilamellaires géantes (GUVs) en fonction de la fraction de surface totale (Ф) de BR reconstituée dans la membrane constituée par ailleurs de 1,2-Dioleoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DOPC)
Lateral diffusion of lipids and transmembrane proteins is essential for biological functions. In the cellular context, the surface fraction of membrane proteins is high, reaching approximately 50 to 70% depending on the membrane type. Therefore, diffusion occurs in a very crowded environment. The aim of this work is to study in vitro the effect of protein crowding on their own diffusion and on those of the surrounding lipids. So far, lateral diffusion measurements generally have been carried out at low protein density, and the effect of proteins crowding has not been much studied experimentally. We used a single particle tracking (SPT) method to track the trajectories of the Bacterorhodopsin (BR) proton pump and of lipids labeled with quantum dots at the bottom of giant unilamellar vesicles (GUVs) as a function of the total surface fraction (Ф) of BR reconstituted in 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) membrane

Le Grapevine fanleaf virus (GFLV) est le principal agent de la maladie du court-noué de la vigne. Sa protéine de capside (CP) permet la formation des virions indispensables à la protection du génome viral, au mouvement de cellule à cellule au sein de tubules formés par la protéine de mouvement (MP) du virus, et à la transmission du GFLV par son nématode vecteur Xiphinema index. Principaux résultats : 1. un motif exposé à la surface de la CP dont la nature est critique pour transmission du GFLV par X. index a été identifié et pourrait constituer un déterminant de la spécificité de transmission. 2. Des tubules fluorescents ont été produits de façon constitutive in planta. Ils permettent de complémenter en trans un GFLV dépourvu de MP. 3. L’expression transitoire de la CP conduit à la production de pseudo-particules. Celles-ci sont modifiables à façon et font de la capside du GFLV une plateforme biotechnologique unique. De plus, c’est un puissant outil pour étudier la biologie du virus
Grapevine fanleaf virus (GFLV) is the main agent of grapevine fanleaf degeneration disease. Its coat protein (CP) self-assembles in virions necessary for viral genome protection, for cell-to-cell movement using tubules formed by the movement protein (MP) of the virus, and for the transmission of GFLV by its nematode vector Xiphinema index.Main results: 1. An outer surface-exposed CP motif has been identified as critical for GFLV transmission by X. index and could be a determinant of transmission specificity. 2. Fluorescent tubules have been produced by constitutive expression in planta. They allow the complementation in trans of a GFLV deleted of its MP coding sequence. 3. Transient expression of the GFLV CP leads to the production of virus-like particles. They can be easily modified and show that GFLV capsid is a unique biotechnology platform. In addition, they are a powerful tool to study the biology of the virus

Les invalidations individuelles et simultanées des protéines de mise en faisceau de l’actine, villine, I-fimbrine et espine, n’abolissent pas la formation de microvillosités intestinales. Leur formation en absence de protéines de mise en faisceau est discutée. Quelle est alors la fonction de ces protéines ? L’étude du rôle de la villine démontre que son activité de fragmentation augmente la dynamique d’un mouvement dépendant de l’actine. La I-fimbrine apparaît comme un acteur central de la polarité et de la stabilité du réseau apical des entérocytes. Enfin, un modèle est envisagé selon lequel la villine agirait comme un facteur déstabilisant du cytosquelette de la microvillosité compensé en partie ou en totalité par le rôle stabilisateur de la I-fimbrine. Ces deux protéines seraient des protagonistes permettant d’une part le maintien de la microvillosité en équilibre dynamique en conditions normales, et d’autre part son remodelage rapide en réponse à des situations de stress
The individual and the simultaneous invalidations of the genes encoding for the bundling proteins, villin, I-fimbrin ans espin do not abolish the formation of intestinal microvilli in mice. The possibilities of formation of this structure in the absence of bundling proteins is discussed. What is then the role of these proteins in the enterocytes ? We demonstrate that villin actin severing property enhances an actin-based movement. We also report polarity and stability defects of the apical network of the enterocytes lacking I-fimbrin. A model in which villin acts as a destabilising factor of the cytoskeleton of the microvilli that would be compensated by the stabilising effect of I-fimbrin is proposed. These two proteins would be two protagonists, on the one hand maintaining the microvilli in a dynamic equilibrium in normal conditions, and on the other hand allowing a fast remodelling of the structure in response to stresses

Le laboratoire dans lequel j'ai effectué mon doctorat s'intéresse à la gastrulation, une étape clé du développement embryonnaire permettant l'apparition et la mise en place d'un troisième feuillet, embryonnaire, le mésoderme. Celui-ci est induit et différencié grâce à plusieurs signaux extracellulaires agissant de concert à travers différentes voies de transduction. Parallèlement, les premiers mouvements morphogénétiques remaniant la forme de l'embryon se produisent également sous l'influence de signaux extracellulaires. Le FGF (Fibroblast Growth Factor), un des facteurs impliqués dans la gastrulation, participe à différents aspects de cette étape comme la morphogenèse, la différenciation, la prolifération ou la migration cellulaire selon la voie de transduction de son signal activée. Nous avons démontré qu'une de ses voies, la voie FGF/Ras/RalGDS agit sur la régulation de la dynamique du cytosquelette actine par l'intermédiaire de la protéine RLIP qui est un effecteur de la petite G protéine, Rai B. RLIP ou Rai Interacting Protein (aussi connue sous le nom de Rai Binding Protein-1 (RalBP-1)), est une protéine multifonctionnelle de 655 acides aminés qui est exprimée de façon ubiquitaire dans l'embryon et, est recrutée à la membrane grâce à un domaine de liaison, avec la petite G protéine Rai. Des travaux ont montré que RLIP est impliquée par certains de ses domaines (domaines de liaison à \j2 et Reps) dans l'endocytose. Nous avons précédemment démontré que RLIP,par son domaine à activité GTPasique est également impliquée dans la re��gulation du cytosquelette actine via la protéine Cdc42 (Boissel, Houssin et al. 2007). La morphologie cellulaire et certains mécanismes (endocytose, migration) dépendent du remodelage du cytosquelette actine. Ceci suggère donc une participation de RLIP dans les mécanismes de migration cellulaire lors de la gastrulation. La déplétion des embryons Xenopus laevis en RLIP par une approche de type morpholino provoque un arrêt de développement en début de gastrulation suggérant une perturbation des mouvements morphogénétiques. Sur explants de mésoderme, les cellules déplétées en RLIP s'arrondissent et perdent leurs contacts cellulaires suggérant une perturbation du cytosquelette d'actine et /ou une modification des molécules d'adhésion (cadhérines, intégrines) conduisant à une perte d'adhésion intercellulaire. La surexpression de mutants de délétion de la protéine RLIP a permis l'étude des propriétés du domaine N terminal de RLIP sur le comportement migratoire des cellules du mésendoderme. J'ai ainsi caractérisé le domaine de RLIP impliqué dans la régulation des mouvements migratoires, toutefois la délétion de ce domaine ne conduit pas à un blocage direct de la capacité migratoire des cellules. La surexpression de RLIP calottes animales conduit à une dérégulation du mouvement de convergence extension alors que sa déplétion reproduit le phénotype obtenu en expiant. Les tests d'adhérence des cellules mésodermiques isolées, déplétées en RLIP, indiquent une baisse de leur capacité d'adhésion. Ainsi RLIP est impliquée, par son domaine N-terminal, dans le comportement migratoire des cellules mésodermiques lors de la gastrulation. Sa fonction serait liée au contrôle de la dynamique de l'actine dans le maintien de la forme cellulaire. D'autre part, l'expression des C-Cadhérines serait dépendante de RLIP
The laboratory where I conducted my PhD is interested in gastrulation, a key stage of the embryonic development, allowing the emergence and establishment of a third layer, the mesoderm. Several extracellular signals act in concert through different transduction pathways to induce the differentiation of this germ layer. Meanwhile, the first morphogenetic movements leading to significant shape's remodeling of the embryo also occur under the influence of extracellular signals. FGF (Fibroblast Growth Factor), one of the factors involved in gastrulation, is involved in various aspects of this step as morphogenesis, differentiation, proliferation or cell migration by means of its signal transduction activated. We demonstrated that one of his pathways, the FGF/Ras/RalGDS acts on the regulation of actin cytoskeleton dynamics through RLIP protein,an effector of the small G protein, Rai B. During my thesis, I focused on RLIP or Rai Interacting Protein (also known as Rai Binding Protein-1 (RalBP-1)), a multifunctional protein of 655 amino acids that is expressed ubiquitously in the embryo and is recruited to the membrane through a binding domain, with the small G protein Rai. Studies have shown that RLIP is implied by its fields at the ends (|n2- and Reps binding domain) in endocytosis. The previous work of the laboratory (Boissel, Houssin et al. 2007), showed that RLIP, via its GTPase activity domain, is also involved in regulating the actin cytoskeleton via the protein Cdc42. This actin remodeling permits, among other things, change the cell structure, as in the formation of filopodia or lamellipodia, but also to participate in the integration of endocytic vesicles during intracellular trafficking. This result suggests the involvement of RLIP in the mechanisms of cell migration during gastrulation. Through a morpholino-type approach, I showed that depletion of Xenopus embryos in RLIP causes an arrest of development in early gastrulation suggesting a disruption of morphogenetic movements. On mesoderm explants, cells depleted RLIP become rounded and lose their cell contacts suggesting a disruption of the actin cytoskeleton and / or modification of adhesion molecules (cadherins, integrins) leads to a loss of intercellular adhesion. Overexpression of deletion mutants of the protein RLIP allows us to study the properties of RLIP's N-terminal domain on the migratory behavior of mesendodermal cells. I have thus characterized the field RLIP involved in the regulation of migration. However, deletion of this domain does not inhibit completely the migratory ability of cells but rather disrupts demonstrating its necessity. To determine if other morphogenetic movements are disturbed by the absence of the protein, I tested its involvement in the process of convergence extension (tests on animal caps) and found that overexpression of RLIP leads to deregulatfon of this movement. Animal cap cells not expressing RLIP take a spherical shape and are no longer sticky which again suggests a disturbance either in the actin cytoskeleton either in molecules adhesion. The adhesion tests of mesodermal cells isolated either on fibronectin or cadherin show a decrease of adhesion capacity when they no longer express RLIP. Thus, RLIP participates in the migratory behavior of mesodermal cells during gastrulation. Its function is linked to control the dynamics of actin in maintaining cell shape. Besides, my recent studies suggest that the expression of C-cadherin at the plasma membrane is dependent on RLIP

Cette thèse présente une approche de modélisation inspirée par la robotique pour l'étude des changements conformationnels des protéines. Cette approche est basée sur une représentation mécanistique des protéines permettant l'application de méthodes efficaces provenant du domaine de la robotique. Elle fournit également une méthode appropriée pour le traitement " gros-grains " des protéines sans perte de détail au niveau atomique. L'approche présentée dans cette thèse est appliquée à deux types de problèmes de simulation moléculaire. Dans le premier, cette approche est utilisée pour améliorer l'échantillonnage de l'espace conformationnel des protéines. Plus précisément, cette approche de modélisation est utilisée pour implémenter des classes de mouvements pour l'échantillonnage, aussi bien connues que nouvelles, ainsi qu'une stratégie d'échantillonnage mixte, dans le contexte de la méthode de Monte Carlo. Les résultats des simulations effectuées sur des protéines ayant des topologies différentes montrent que cette stratégie améliore l'échantillonnage, sans toutefois nécessiter de ressources de calcul supplémentaires. Dans le deuxième type de problèmes abordés ici, l'approche de modélisation mécanistique est utilisée pour implémenter une méthode inspirée par la robotique et appliquée à la simulation de mouvements de grande amplitude dans les protéines. Cette méthode est basée sur la combinaison de l'algorithme RRT (Rapidly-exploring Random Tree) avec l'analyse en modes normaux, qui permet une exploration efficace des espaces de dimension élevée tels les espaces conformationnels des protéines. Les résultats de simulations effectuées sur un ensemble de protéines montrent l'efficacité de la méthode proposée pour l'étude des transitions conformationnelles.

Dans cette thèse, nous avons étudié la migration cellulaire comme un phénomène généré en partie grâce à l'action de la protéine actine. Cette protéine a la propriété de s'assembler en filaments qui contribuent à l'architecture et à la reptation cellulaire. En plus d'être indispensable au mouvement cellulaire, la polymérisation de l'actine génère des forces capables de propulser des corps comme la bactérie Listeria monocytogenes. Pour sonder les propriétés mécaniques et dynamiques de la polymérisation de l'actine, nous avons développé un montage basé sur les pinces magnétiques. Celui-ci est fondé sur la génération de forces, grâce à un gradient de champ magnétique, sur un système biomimétique inspiré de Listeria. Une comète d'actine croît à partir dune bille, contenant du métal, à la surface de laquelle un activateur de la polymérisation de l'actine est adsorbé. En utilisant un programme permettant de contrôler la position de la bille en temps réel, il est possible d'appliquer une force voulue pouvant aller jusqu'à la dizaine de nanonewtons. Nous pouvons ainsi sonder l'effet des protéines qui interagissent avec l'actine et qui modifient sa dynamique de polymérisation ainsi que la structure de son gel. Nous sommes capables de mesurer les relations entre la force appliquée, la vitesse de déplacement de la bille et le module d'élasticité de la comète pour déterminer par quels mécanismes précis la polymérisation de l'actine produit des forces
In this thesis, we study the dynamics of the protein actin, which generates in part the phenomenon of cellular migration. Actin assembles into filaments that contribute to cellular architecture and cell crawling behavior. In addition to its role in cell movement, actin polymerization generates forces which are capable of propelling bodies such as the bacterium Listeria monocytogenes. In order to study the mechanical and dynamic properties of actin polymerization, we developed a magnetic tweezer experimental set-up. Force is applied via a magnetic field gradient on a biomimetic System inspired by Listeria. An actin cornet grows from a metal-containing bead, which is coated with an actin polymerization activator. By using a program which permits us to control the bead position in real time, we apply a precise force which can reach 10 nanonewtons. Using this setup, we study the effect of proteins that interact with actin and modify polymerization dynamics and actin gel structure. We measure the relation between the applied force and the bead's displacement velocity, as well as the tail elastic modulus in order to determine how actin polymerization produces force

Cette thèse s'intéresse à trois types différents de cytosquelette impliqués dans la locomotion et la division cellulaires : les cytosquelettes d'actine, de MSP (Major Sperm Protein) et de ParM, dont l'organisation des éléments constitutifs en assemblées macromoléculaires génère des mouvements à grande échelle. L'approche développée repose sur l'utilisation de systèmes minimaux afin de comprendre les paramètres biochimiques et physiques mis enjeu. L'utilisation de ces systèmes expérimentaux dits biomimétiques, et la comparaison du résultat des expériences aux modèles théoriques, permet de discriminer les paramètres les plus pertinents pour décrire ces mouvements. La première partie s'intéresse au cytosquelette d'actine des cellules eucaryotes dans un système biomimétique fait de gouttes d'huile reconstituant la fluidité de la membrane cellulaire. Nous montrons que l'effet global de VASP, molécule présente au niveau du front de migration et des adhésions cellulaires, est d'affaiblir l'attachement entre le réseau d'actine et les activateurs de la polymérisation. Ceci souligne l'importance, dans le contrôle de la motilité par polymérisation de l'actine, de la dynamique de l'attachement du cytosquelette à la membrane cellulaire et du mouvement des activateurs de polymérisation. La seconde partie présente les premières étapes de caractérisation de la machinerie de polymérisation du cytosquelette non conventionnel de MSP, qui assure la migration des spermatozoïdes du ver nématode C. Elegans. La création de la simulation du cytosquelette de ParM, responsable chez Escherichia colide la ségrégation des plasmides R1 avant la division, est exposée dans la dernière partie
This thesis is a study of three different types of cytoskeleton involved in cell migration and division: actin, MSP (Major Sperm Protein) and ParM cytoskeletons. In all three cases, the organization of molecular components into macromolecular assemblies generates large scale movements. The approach used in this thesis involves simplified in vitro Systems, which allow for the controlled study of the biochemical and physical parameters involved in cytoskeleton-based processes. The results obtained with these biomimetic Systems, in conjunction with the comparison with theoretical predictions, enable us to determine which parameters are most relevant. In the first part of this manuscript, we study the eukaryotic actin cytoskeleton using an oil-water interface as a substrate to mimic the fluid properties of the cell membrane. We show that the effect of VASP, a molecule présent at the leading edge of the cell and at adhesion sites, is to decrease the anchoring of the actin cytoskeleton to the cell membrane. This study shows that the dynamics of attachment of the cytoskeleton and the movement of actin polymerization activators on the membrane are key elements controlling actin based movement. The second part presents preliminary results concerning the identification of molecules involved in the polymerization of the non conventional MSP cytoskeleton, which drives the migration of the C. Elegans sperm cells. The third part of this thesis deals with the creation of a simulation of the ParM cytoskeleton, required for R1 plasmid segregation in Escherichia coli before the division of the bacterium

Le virus de la mosaïque du tabac possède un génome d’ARN codant pour quatre protéines dont la MP. Lors de la virose, la MP:GFP s’accumule au niveau des plasmodesmes (pd), du réticulum endoplasmique et des microtubules (MT). L’essentiel des résultats décrits dans ce mémoire concernent la caractérisation de l’association de la MP avec les MT notamment le mécanisme d’association de la MP, l’influence sur la dynamique des MT, l’incidence sur la division cellulaire, l’oligomérisation de la MP, la caractérisation d’interactions in vivo et in vitro de la MP avec des facteurs cellulaires comme la protéine End Binding 1, les protéines du complexe de nucléation ou encore la MAP65. 5. Nous nous sommes également intéressés à l’implication de la voie de sécrétion dans le mécanisme d’adressage de la MP aux pd. Il apparaît que l’adressage de la MP aux pd est indépendant du système de sécrétion qui serait plutôt impliqué dans la formation des corps d’inclusion servant à la réplication virale
The RNA genome of Tobacco mosaic virus encodes four proteins of which one is the movement protein (MP). MP accumulates with plasmodesmata (pd), with the endoplasmic reticulum (ER) and microtubules (MT). In this manuscript we therefore focused on the following aspects: 1. Characterisation of the association of MP with MTs. We demonstrate that MP is recruited to MTs by a lateral anchoring mechanism in a multimeric state. We show that MT-associated MP protects MTs in vivo against destabilizing agents but, binding of MP to mitotic MTs does not affect mitosis. Our analysis of the in vitro and in vivo interactions between MP and the MT-EndBinding protein1 show that MP alters EB1 localisation and dynamics. We also demonstrate that MP interacts with proteins from the MTs nucleation complex. 2. Analysis of MP transport to pd. We investigated whether Pd-targeting of MP involves the secretory pathway and demonstrate, that the targeting of MP to pd is independent of a functional secretory pathway

Le BNYVV est responsable de la rhizomanie de la betterave sucrière. Son génome est consitué de 4 à 5 RNA de polarité positive. Les résultats décrits dans ce mémoire concernent, d'une part, l'étude du transport nucléo-cytoplasmique de la protéine P25 codée par le RNA3 ainsi que son influence sur la symptomatologie, et d'autre part, la localisation subcellulaire et l'étude des interactions entre les trois protéines virales impliquées dans le mouvement à courte distance du virus. Des études antérieures ont montré que la P25 est responsable des symptômes typiques de la rhizomanie. Grâce à des observations en microscopie confocale, j'ai montré que la P25 fusionnée à la GFP, se localise dans le cytoplasme et dans le noyau des cellules infectées. J'ai mis alors en évidence sur la P25, un signal de localisation nucléaire (NLS) ainsi qu'un signal d'exportation nucléaire (NEMS). Le transport de la P25 du cytoplasme vers le noyau fait intervenir une interaction directe entre la séquence NLS et l'importine a. L'exportation nucléaire, quant à elle, se fait grâce à la séquence NEMS par la voie des Exportines1. Des expériences de mutagénèse dirigée sur des sites potentiels de phosphorylation semblent montrer que la régulation du transport nucléo-cytoplasmique fait intervenir des protéines kinases. Des études sur la symptomatologie foliaire et la localisation subcellulaire des P25, sauvage ou mutées, exprimées en contexte viral, montrent que les formes mutées de la P25, incapables de transiter dans le noyau, n'induisent plus les symptômes associés à l'expression de la P25. Enfin, des expériences de "simple hybride" ont révélé que la P25 était capable d'activer la transcription de gènes rapporteurs de levure. L'ensemble de ces résultats, nous laisse penser que la P25, qui contient en outre un motif " doigt à zinc " et un domaine C-terminal acide, pourrait moduler la transcription de gènes cellulaires, ce qui expliquerait les symptômes caractéristiques de la rhizomanie. Dans une deuxième partie, j'ai montré, par microscopie électronique que les protéines de mouvement TGBp1 et TGBp2 colocalisaient au niveau des plasmodesmes de cellules infectées par le BNYVV. L'existence d'interactions entre ces deux protéines a été confirmée par des expériences de farwestern et de co-immunoprécipitation
Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) is responsible for rhizomania disease of sugar beet. Its genome is composed of 4 or 5 plus-sense RNAs. The results described in this thesis concern (1) the nucleo-cytoplasmic transport of the protein P25 coded by BNYVV RNA 3 and its influence on symptomatology, and (2) the subcellular localization and the interactions among the three viral proteins implicated in cell-to-cell movement of the virus. Previous studies showed that P25 is responsible for the typical symptoms of rhizomania. By means of laser scanning confocal microscopy, I have shown that P25 fused to GFP localizes to both the cytoplasm and the nucleus of infected cells. Both a nuclear localization signal (NLS) and a nuclear export signal (NEMS) were detected on P25. The transport of P25 from the cytoplasm to the nucleus involved a direct interaction between the NLS and importin-a. Nuclear export required the NEMS sequence and occured by the Exportin1 pathway. Mutagenesis of potential phosphorylation sites on P25 indicated that its nuclear-cytoplasmic trafficking was regulated by protein kinases. A correlative study of leaf symptoms and the subcellular localization of wild-type and mutant P25's expressed in the context of a viral infection showed that nuclear import-deficient P25 mutants did not induce the leaf symptoms associated with P25 expression. Finally, one-hybrid experiments revealed that P25 can activate transcription of reporter genes in yeast. Taken together, these results suggest that P25, which contains a Zn-finger motif and a C-terminal acidic domain, could modulate transcription of cellular genes, and this could explain the characteristic symptoms of rhizomania. In the second part of my thesis, I have used electron microscopy to show that the BNYVV movement proteins TGBp1 and TGBp2 co-localize at plasmodesmata of BNYVV-infected cells. The existence of interactions between the two proteins was confirmed by farwestern and co-immunoprecipitation experiments