Résumé
Les membranes sont essentielles à la vie de la cellule dans tous les organismes eucaryotes. L'organisation de la membrane plasmique est dynamique et peut être modifiée au cours de fonctions cellulaires spécifiques telles que la division cellulaire et l'endocytose. Les septines et les protéines à domaine F-BAR sont deux groupes de protéines dont les fonctions cellulaires sont liées à leur capacité à interagir avec la membrane plasmique par l'intermédiaire des phospholipides, en particulier PI(4,5)P2, et peuvent détecter et/ou agir sur la courbure membranaire. Cependant, la façon dont ces protéines organisent et remodèlent les membranes et le lien avec leurs fonctions cellulaires n'est pas bien comprise. Pour étudier les mécanismes moléculaires impliqués, j'ai combiné des approches in vitro et in cellulo couplées à la microscopie à fluorescence et la microscopie à force atomique. Ainsi, j'ai d’abord étudié l'organisation des septines et le remodelage membranaire au cours de la division cellulaire en utilisant des systèmes reconstitués simples, basés sur des bicouches lipidiques et des protéines recombinantes. J'ai ensuite renforcé et validé ces observations par des études in cellulo dans la levure bourgeonnante S. cerevisiae. Mes résultats ont montré que les septines s'assemblent en nano-domaines formés de filaments qui modulent la réorganisation lipidique latérale des bicouches lipidiques contenant du PI(4,5)P2. J'ai montré que les nano-domaines de septines favorisent la rigidité de la membrane. Cet effet pourrait s'expliquer par le fait que les septines favorisent l'empaquetage et la séparation de phase des lipides. En parallèle, j'ai étudié le rôle de la protéine à domaine F-BAR de mammifère, FCHo1/2, dans l'initiation de l'endocytose médiée par la clathrine. En utilisant les mêmes approches techniques que précédemment, j'ai découvert que FCHo2 s'auto-assemble en anneaux et favorise une accumulation locale de PI(4,5)P2 autour des récepteurs régulés par la clathrine sur les modèles de membranes cellulaires. J'ai découvert que PI(4,5)P2 favorise la partition de FCHo2 au bord des structures en forme de cône. Finalement, j'ai aussi participé à l’étude du rôle de Syp1, l'homologue de levure de FCHo1/2, dans l'organisation des septines pendant la division cellulaire. Nous avons découvert que Syp1 induit le regroupement des filaments de septines et que cette propriété est conservée tout au long de l'évolution. Cette étude permettra de mieux comprendre le dysfonctionnement des processus cellulaires médiés par les septines et les protéines FCHo, par exemple dans le contexte de pathologies tumorales, neurodégénératives ou infectieuses dans lesquelles ces protéines sont impliquées. MOTS CLES: organisation membranaire, septines, protéines à domaine F-BAR, division cellulaire, endocytose