Abstracts Biological Sciences

Mechanistic and structural basis for tuning of myosin activity : Base mécanistique et structurelle pour la régulation de l'activité de la myosine

by Louise Canon

Les nanomoteurs des cellules Eucaryotes leur permettent d'accomplir de nombreuses tâches mécaniques complexes, nécessaires à la génération de tensions dans des emplacements cellulaires précis. Le transport ou la fixation de vésicules dans des voies d'endocytose et de sécrétion peuvent par exemple en résulter. Parmi ces moteurs, les myosines sont capables, à partir de l’hydrolyse de l’ATP, de générer de la force en association avec des filaments d'actine. Les myosines se divisent en plusieurs classes impliquées dans un large panel de fonctions et de pathologies. Leur dysfonctionnement peut entrainer de nombreuses maladies dont la spasticité, l’asthme, la cardiomyopathie, la surdité ou encore de nombreux cancers… (Coluccio, 2020).En ce sens, le projet de thèse est centré d’une part (I) sur l’étude de la régulation du moteur de myosine VI (Myo6) impliqué dans la surdité (Miyagawa et al., 2015) ainsi que de nombreux cancers (You et al., 2018 ; Yang et al., 2021 ; Yang, 2019 ; Li et al., 2015 ; Ma et al., 2015 ; Dunn et al., 2006). En effet, la Myo6 est unique parmi tous les membres de la superfamille des myosines car elle se déplace sur les filaments d'actine dans la direction opposée à toutes les autres myosines. Cette spécificité lui permet d’accomplir des rôles cellulaires uniques qui ne peuvent être effectués par aucune autre myosine. (II) D’autre part, le projet de thèse s’est concentré sur l’étude de la poche Blebbistatin (Straight et al., 2003), une poche d’inhibition au sein du domaine moteur (Roman et al., 2018) afin d’en explorer le potentiel pour le développement d’inhibiteurs spécifiques d’une isoforme de myosine.Cette thèse contribue donc :(I) à la compréhension des processus de régulation de l’activité de la Myo6 via une approche alliant biologie structurale, essais biophysiques et biologie cellulaire.Une telle régulation passe par l’existence d’un état auto-inhibé de la Myo6 (Spink et al., 2008 ; Fili et al., 2017 ; Fili et al., 2020), état dans lequel cette dernière consomme peu d’ATP et diffuse librement dans le cytosol afin que le moteur ne soit activé qu’au site requis pour son recrutement. L’étude biophysique de cet état a permis de mieux comprendre comment le stabiliser ou le déstabiliser in vitro et nous a permis d’obtenir un premier modèle de l’état auto-inhibé en utilisant la microscopie électronique. Cette étude nous a également permis de mieux comprendre le rôle différentiel des partenaires cellulaires de Myo6 pour son activation. Des mutants favorisant l’activation ou la formation de l’état auto-inhibé de la Myo6 ont été développés sur la base de cette étude. Leur capacité à être recrutés par différents partenaires de la Myo6 a ainsi pu être étudié dans des cellules de mélanome humain (MNT-1), ces essais confirment un recrutement différentiel par les partenaires et suggère recrutement non spécifique des mutant favorisant l’activation.(II) à la compréhension de la spécificité du MPH-220, un inhibiteur spécifique de la myosine-2 squelettique dérivé de l'inhibiteur de myosine bien connu, la…