Des clusters de protéines pour ancrer les cellules

Afin d'assurer leur survie et d'accomplir correctement leurs tâches, les cellules doivent s'ancrer à leur environnement extracellulaire. Pour ce faire, elles forment des structures protéiques extrêmement complexes, appelées adhésions focales. Dans un article récemment paru dans Communications Biology, des scientifiques du laboratoire du Prof. Bernhard Wehrle-Haller ont démontré le rôle clé de la protéine paxilline dans la formation de ces adhésions focales. Cependant, l'organisation spatiale de la paxilline et d'autres protéines au sein de ces adhésions restait encore peu claire.

La paxilline phosphorylée est répartie selon un schéma périodique, comme des perles sur un collier
L'équipe de recherche du laboratoire du Prof. Bernhard Wehrle-Haller, en collaboration avec l'équipe du Prof. Martin Bastmeyer de l'Institut de technologie de Karlsruhe, a pu mettre en lumière la localisation de la forme phosphorylée de la paxilline au sein des adhésions focales, une découverte publiée dans le Journal of Cell Science.

Grâce à de nouvelles techniques de microscopie à super-résolution, ils ont révélé que la paxilline phosphorylée n'était pas distribuée de manière homogène dans les adhésions, mais qu'elle était au contraire regroupée à intervalles réguliers et périodiques, comme des perles sur un collier (voir images ci-dessous). En revanche, la population entière de protéines paxilline dans les adhésions ne présentait pas ce schéma. Les scientifiques ont ensuite étudié une autre protéine connue pour interagir uniquement avec la forme phosphorylée de la paxilline, la FAK, et ont observé une distribution tachetée similaire.

Leur analyse plus approfondie de la dynamique de ces modèles dans des cellules vivantes a suggéré qu'une association spontanée de la protéine FAK avec la paxilline pourrait déclencher la redistribution sélective de la forme phosphorylée de la paxilline avec FAK pour créer des structures adhésives plus stables.
 

Une cellule possède de multiples adhésions focales (image de gauche, en jaune) qui relient la cellule à son environnement. La paxilline générale (image de droite, en bleu) est répartie dans les adhésions focales entières, tandis que la forme phosphorylée de la paxilline (image de droite, en orange) est limitée à des  endroits distincts, comme des perles sur un collier, dans les adhésions focales. © Laboratoire du Prof. Wehrle-Haller, UNIGE

 

Implications potentielles

Les schémas réguliers de paxilline phosphorylée mis en évidence par les équipes de recherche sont des éléments clés pour l'ancrage et la survie des cellules. Leurs résultats pourraient donc aider à comprendre comment les altérations pathologiques des processus d'adhésion cellulaire contribuent à la progression du cancer. L'équipe du Prof. Bernhard Wehrle-Haller envisage maintenant d'étudier si d'autres protéines situées au niveau des adhésions focales présentent un schéma similaire et si ce schéma est critique pour leur fonction.

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