Actin cytoskeleton and membrane shaping: from liposome to cellular reconstruction
Cytosquelette d’actine et déformations membranaires : du liposome à la reconstruction cellulaire
Résumé
Cells move and change shape by dynamically reorganizing their cytoskeleton next to the plasma membrane. The biopolymer actin is a major component of the cytoskeleton that constantly assembles and disassembles, thus generating forces and stresses that deform the cell membrane. My thesis addresses the role of actin and acto-myosin in organising membranes and controlling their shape. I developed a system of actin shells formed at beads surface or at the cell-sized liposome membrane through actin polymerization and used skeletal myosin motors to induce shell contraction. This system mimics the function of two different actin structures that are involved in these processes. One is the lamellipodium at the cell front, where actin polymerization is activated at the membrane and pushes the membrane forward. The other one is the cell cortex, a sub-micrometer thick actin shell right beneath the cell membrane, which contributes to cell tension with the action of molecular motors.
Les cellules sont capables de se déplacer, c’est ce que l’on appelle la migration cellulaire. Il s’agit d’un phénomène qui intervient dans des processus physiologiques fondamentaux. Ces mouvements cellulaires sont dirigés par le squelette de la cellule et toute une machinerie cellulaire qui s’organisent de façon à définir un axe de polarité de la cellule et un sens de déplacement.
Ma thèse s’intéresse au rôle de l’actine et de la myosine, deux protéines du cytosquelette, dans la déformation membranaire. Cette étude consiste à reconstruire in vitro et à caractériser l’effet de ces composants, indépendamment l’un de l’autre. Toujours à l’aide de systèmes biomimétiques, j’ai reproduit une partie du mécanisme permettant à la toxine de Shiga d’infecter une cellule. Enfin, une partie de mes travaux caractérise ces systèmes épurés capables de mimer des fonctions cellulaires.