Etude fonctionnelle de la Katanine (Microtubule Severing Enzyme) dans des conditions normales et pathologiques
Laboratoire :
Team « Cell Cycle and Development »
Institut Jacques Monod
CNRS UMR7592- Université Paris Cité
Buffon B, room 483B
15, rue Hélène Brion
75205 Paris Cedex 13 – France
Contact : Nicolas Joly (nicolas.joly@ijm.fr)
Résumé du Projet de Stage
Le contrôle de l’assemblage et du désassemblage des microtubules est un processus clé dans le contrôle de la division cellulaire. Récemment, la surexpression de la Katanine, une enzyme impliquée dans la coupure des microtubules a été observée dans certain type de cancers comme celui de la prostate ou des poumons. Une surexpression de la Katanine contribue à la migration cellulaire et à la formation de métastases.
Au-delà de son rôle dans la migration cellulaire, la Katanine est requise pour l’assemblage du fuseau méiotique chez C. elegans et pour la ségrégation des chromosomes pendant la mitose chez la drosophile, et les cellules de mammifères ainsi que chez C. elegans (Joly et al. 2020). La Katanine émerge comme un régulateur important de la division et de la migration cellulaire. Par conséquent, la compréhension du mécanisme d’action de cette enzyme, dans des conditions normales et pathologiques, est une condition préalable au développement d’approches thérapeutiques innovantes.
Le projet a pour but de comprendre le mode de fonctionnement de la Katanine dans les cellules normales et comment une modification de sa fonction reprogramme le devenir cellulaire pour engendrer une « pathologie » comme par exemple le développement de cancers. La stratégie utilisée repose sur la combinaison de deux approches développées en parallèle : (i) l’étude de l’enzyme isolée, ce qui permet de s’affranchir de tous les effets indirects et parasites liés à la présence d’autres éléments cellulaires, et (ii) l’étude de l’enzyme dans le contexte d’un organisme entier, afin d’observer son impact global sur le développement et le fonctionnement d’un individu.
Le candidat utilisera plusieurs méthodes présentes au laboratoire comme par exemple, la purification de protéines, des tests d’activité de l’enzyme incluant une approche molécule unique couplant micro-fluidique et TIRF microscopies ainsi que la microscopie à fluorescence d’organisme entier vivant (Spinning Disk) et l’étiquetage GFP au locus par la méthode CRISPR/Cas9.
Publications de l’équipe relatives au projet de stage
Beaumale E, Van Hove L, Pintard L, Joly N. (2024) Microtubule-binding domains in Katanin p80 subunit are essential for severing activity in C. elegans. J Cell Biol. 2024 Apr 1;223(4):e202308023. doi: 10.1083/jcb.202308023. Epub 2024 Feb 8. PMID: 38329452
Joly N, Beaumale E, Martino L, Van Hove L, Pintard L. (2020) Phosphorylation of the Microtubule-Severing AAA+ Enzyme Katanin regulates C. elegans embryo development. J Cell Biol. 2020 Jun 1;219(6):e201912037. doi: 10.1083/jcb.201912037.PMID: 32412594
Joly N, Martino L, Gigant E, Dumont J, Pintard L. (2016) Microtubule-severing activity of AAA-ATPase Katanin is essential for female meiotic spindle assembly. Development. 143(19):3604-3614.