Etude du rôle de la protéine VASP dans la dynamique et la mécanique des réseaux d'actine avec un système biomimétique de la motilité cellulaire

Nous étudions dans cette thèse l influence de la protéine VASP sur la dynamique et les propriétés mécaniques des réseaux d actine à l origine de la motilité cellulaire. Dans une première partie, nous utilisons un système biomimétique du mouvement constitué de billes. Incubées dans un mélange minimal de protéines soutenant la polymérisation, ces billes forment un réseau d actine appelé comète les propulsant vers l avant, semblable à celui qui sous-tend la membrane du front de migration des cellules en mouvement. Grace à des formes mutantes de VASP, nous explorons la contribution à son activité des domaines qui la composent. Dans nos conditions, nous montrons également que VASP agit au travers d un mécanisme de coopération avec le complexe Arp2/3 qui est à l origine de la formation des réseaux d actine. Enfin, nous étudions les modalités de recrutement de VASP par les activateurs de la famille WASP/WAVE en mutant les sites potentiels de recrutement de VASP. Dans une seconde partie, nous nous intéressons, en collaboration avec deux équipes de recherche, au rôle de VASP dans la mécanique des réseaux d actine. Nous caractérisons en rhéologie couplée à des observations en microcopie confocale les mécanismes moléculaires de VASP dans la réorganisation de l architecture des réseaux d actine, en lien avec leurs propriétés mécaniques, puis, nous étudions en AFM par nano indentation l augmentation de rigidité des réseaux d actine formés en présence de VASPWe study the influence of the VASP protein on dynamics and mechanics of the actin networks that drive cell motility. Our experimental setup is an in vitro bead system that mimics cell movement. The beads are induced to form a network of actin on their surface that resembles a comet and propels the bead forward. The actin comet reproduces in many ways the actin network that pushes forward the front of a moving cell. Using mutant forms of VASP, we define which functional domains of VASP are necessary for its function in enhancement of motility. We show that VASP exercises its effect on actin polymerization via synergy with the Arp2/3 complex, an actin polymerization nucleator and an important component of branched actin networks in the cell. We study how this synergy is brought about by co-recruitment of VASP and the Arp2/3 complex by actin polymerization activators of the WASP/WAVE family. In collaboration, we also study how VASP affects the mechanical properties of actin networks. Via AFM nano-indentation of actin comets, we show that VASP increases actin network rigidity, and we corroborate this result by rheological measurements of the elasticity of pure actin networks in the presence of VASP, where we also gain insights into how VASP affects actin network architecture. Our results define the mechanism of action of VASP for enhancement of actin dynamics and cell motility, and shed light on why VASP is implicated in various pathologies, including cancer cell metastasisPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF