Publié le 12 octobre 2025 à 16h43. Des chercheurs de l’Institut Max Planck de physiologie moléculaire de Dortmund ont révélé les mécanismes moléculaires précis qui régissent le mouvement cellulaire, en identifiant le rôle crucial d’une « danse » coordonnée entre trois protéines clés : la coronine, la cofiline et l’AIP1.
- L’équipe de recherche a visualisé, grâce à la cryomicroscopie électronique, la manière dont ces protéines interagissent pour dégrader les filaments d’actine, essentiels à la mobilité cellulaire.
- Leurs travaux remettent en question les conceptions antérieures sur le rôle de la cofiline et de l’AIP1 dans ce processus, révélant que l’AIP1 est en réalité la protéine responsable de la séparation des filaments d’actine.
- Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies ciblant les maladies liées à la dérégulation de ces protéines, telles que le cancer et les maladies immunitaires.
Les cellules ne sont pas des entités statiques. Certaines, comme les cellules immunitaires, sont en mouvement constant, changeant de forme pour migrer vers un site d’infection ou réparer un tissu endommagé. Cette capacité à se déplacer est assurée par le cytosquelette, un réseau complexe de filaments protéiques, dont les filaments d’actine, qui se construisent et se décomposent en permanence. Comprendre comment ce processus est régulé est donc fondamental pour appréhender de nombreux phénomènes biologiques, de la défense immunitaire aux métastases.
« En moyenne, les cellules peuvent se déplacer de 30 à 50 micromètres par heure, ce qui équivaut à environ un millimètre par jour. Ce n’est pas une vitesse élevée pour une cellule de la taille d’un micromètre », explique Stefan Raunser, directeur de l’Institut Max Planck de physiologie moléculaire de Dortmund. « Cependant, le processus moléculaire qui sous-tend ce mouvement doit se produire à une vitesse fulgurante. » En effet, des filaments d’actine se forment et se décomposent en quelques secondes sous la membrane cellulaire, propulsant la cellule vers l’avant.
La dégradation de ces filaments est régulée par un trio protéique : la coronine, la cofiline et l’AIP1. Les chercheurs de Dortmund ont utilisé la cryomicroscopie électronique pour obtenir 16 structures 3D détaillées de ces protéines en action sur les filaments d’actine. « Grâce à cette technique, nous avons pu visualiser avec un niveau de détail sans précédent la dégradation des filaments d’actine, et il s’est avéré que ce processus implique plusieurs étapes coordonnées », explique Wout Oosterheert, premier auteur de l’étude et désormais chef de groupe junior à l’Institut néerlandais du cancer. « Nous avons découvert une véritable chorégraphie moléculaire. »
Selon les chercheurs, la coronine s’attache d’abord au filament d’actine, accélérant la libération d’un phosphate qui y est lié. Cela induit une légère torsion du filament, le préparant à se lier à plusieurs protéines de cofiline. La cofiline, à son tour, éloigne la coronine, créant un site d’attache pour l’AIP1. Cette dernière agit alors comme une pince, saisissant le filament et rompant les connexions entre les unités d’actine, entraînant sa séparation rapide.
Ces découvertes remettent en question les connaissances antérieures, qui attribuaient un rôle principal à la cofiline dans la dégradation des filaments d’actine, l’AIP1 étant considérée comme une simple protéine auxiliaire. L’étude de l’Institut Max Planck démontre que l’AIP1 est en réalité la protéine responsable de la séparation des filaments. « Nos études structurales nous ont permis de redéfinir les rôles des facteurs clés dans la dégradation des filaments d’actine », souligne Stefan Raunser.
La dérégulation de ces protéines est impliquée dans diverses maladies, allant du cancer aux maladies immunitaires en passant par les myopathies. Les chercheurs espèrent que ces nouvelles connaissances pourraient à terme conduire au développement de nouveaux traitements. « Nos travaux contribuent de manière significative à la compréhension de la dynamique de l’actine, et les nouvelles connaissances pourraient à terme conduire au développement de nouveaux traitements », ajoute Wout Oosterheert. « D’un point de vue scientifique, il est tout simplement passionnant que nous ayons pu visualiser avec autant de détails les effets synergiques de la coronine, de la cofiline et de l’AIP1. Cela souligne à quel point la dégradation du réseau d’actine est strictement réglementée. »
Publication originale :
Oosterheert W, Sanders MB, Hofnagel O, Bieling P, Raunser S. Choreography of rapid actin filament disassembly by coronin, cofilin, and AIP1. Cell
Plus d’informations :
https://www.mpi-dortmund.mpg.de/aktuelles/tanzende-proteine-halten-zellen-in-bewegung
Critères de ce communiqué :
Journalistes, scientifiques et universitaires, étudiants, enseignants et élèves, toute personne intéressée
Biologie, Médecine
transrégional, national
Actualités/publications scientifiques diverses, Résultats de recherche
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