Dissection structurale de l'ancrage mitochondrial par imagerie super-résolutive – MOMIT

La fusion membranaire est impliquée dans des processus biologiques fondamentaux mais les machineries moléculaires qui catalysent ce processus in vivo sont variées et leur étude mécanistique demeure limitée. Le système de fusion membranaire le plus étudié et le mieux compris à ce jour est celui catalysé par les SNAREs, des protéines membranaires à domaines « coiled-coil » impliquées dans la fusion de la plupart des organites cellulaires, à l’exception des mitochondries.
Les mitochondries constituent un réseau remarquablement dynamique dont la morphologie est conditionnée par un équilibre entre des évènements constants de fission et de fusion des membranes mitochondriales. Ces processus sont essentiels non seulement pour le maintien de l’architecture mitochondriale mais également pour toutes les fonctions mitochondriales telles que la phosphorylation oxydative et l'apoptose. Par conséquent, des défauts de fusion et de fission mitochondriale sont associés à certaines pathologies dont plusieurs syndromes neurodégénératifs.
Pour moduler la fusion et la fission de leurs membranes, les mitochondries utilisent une machinerie conservée qui met en jeu de grandes GTPases de la famille des Dynamines (DRP). Alors que le mécanisme de fission membranaire catalysé par les DRPs est bien caractérisé, leur capacité à promouvoir la fusion des membranes reste mal comprise et constitue un champ d’investigation prometteur.
MOMIT aura pour objectif de disséquer le mécanisme par lequel les DRPs catalysent l’ancrage et la fusion des membranes externes des mitochondries. Pour cela, une combinaison d’approches multidisciplinaires alliant des techniques d’imagerie par fluorescence de molécules uniques, de protéomique, de biochimie et de biologie cellulaire sera utilisée.
A terme, MOMIT transcendera les connaissances sur la façon dont les DRPs catalysent la fusion des membranes biologiques. Ceci constituera une base moléculaire pour approcher la compréhension des pathologies associées à la fusion mitochondriale. De manière plus générale, cette étude permettra d’approfondir les connaissances relatives à la fusion des bicouches lipidique in vivo au regard d’autres machineries de fusion membranaire.