L’équipe d’Alphée Michelot, en collaboration avec l’équipe de Pekka Lappalainen (Université d’Helsinki), a identifié et caractérisé une famille d’analogues nucléotidiques fluorescents très sensibles et structurellement compatibles avec l’actine. 

La dynamique de l’actine fournit la force nécessaire à de nombreux processus vitaux de la cellule eucaryote, tels que la migration ou l’endocytose. Cette dynamique repose sur l’utilisation de l’ATP, qui se lie à l’actine et fournit de l’énergie libre pour soutenir ces réactions chimiques.

Cependant, la compréhension de la dynamique et de l’énergétique de l’actine reste limitée en raison du manque de sondes performantes. Les sondes existantes ne sont pas idéales, car elles ne sont pas sensibles et ne peuvent pas être utilisées avec la microscopie à fluorescence.

Dans ce travail, l’équipe a découvert que parmi les divers composés chimiques disponibles dans le commerce, les dérivés N6-(6-Amino)hexyl-ATP se lient à l’actine avec des caractéristiques similaires à celles de l’ATP. Ces nouvelles sondes permettent de suivre l’assemblage de l’actine et la dynamique d’échange des nucléotides par microscopie de fluorescence jusqu’à l’échelle de la molécule unique, et par anisotropie de fluorescence résolue dans le temps. Ces molécules représentent donc des outils robustes et très polyvalents pour étudier la dynamique de l’actine. En outre, ces nucléotides fluorescents maintiennent des interactions fonctionnelles avec de nombreuses protéines de liaison à l’actine, sont hydrolysés dans les filaments d’actine et fournissent de l’énergie pour alimenter les processus basés sur l’actine.

Ces sondes représentent donc des outils robustes et très polyvalents pour étudier la dynamique de l’actine et les fonctions des protéines de liaison de l’actine.

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(A) Modèle structurel d’un nucléotide fluorescent, l’ATP-ATTO-488, lorsqu’il est lié aux monomères d’actine. La présence d’un linker flexible entre l’ATP et l’ATTO-488 permet au fluorophore d’adopter de multiples positions à proximité de l’entrée de la poche nucléotidique.
(B) Image de fluorescence d’un filament d’actine unique marqué avec l’ATP-ATTO-488.

En savoir plus:

A functional family of fluorescent nucleotide analogues to investigate actin dynamics and energetics

Jessica Colombo, Adrien Antkowiak, Konstantin Kogan, Tommi Kotila, Jenna Elliott, Audrey Guillotin, Pekka Lappalainen & Alphée Michelot

Nature Communications volume 12, Article number: 548 (2021)

Contact

Alphée Michelot - alphee.michelot@univ-amu.fr