Les membres de ESCRT-III sont présents dans l’évolution depuis les procaryotes jusqu’aux métazoaires. Ils polymérisent sur les membranes puis se remodèlent jusqu'au point de fission de la membrane grâce à l'intervention de l'ATPase VPS4. Or, différentes pathologies comme le cancer et des déficiences neuronales sont liés au dysfonctionnement de la machinerie ESCRT. Il est donc important d’étudier la structure du complexe ESCRT dans son environnement membranaire, afin de détailler le mécanisme de remodelage et de clivage des membranes, impliqué notamment dans la réparation des membranes, le bourgeonnement des virus enveloppés, et la cytokinèse.
Les chercheurs de l’Irig [collaboration Institut Curie, Paris ; et Université de Groningen, Pays-Bas] révèlent,
par cryo-microscopie électronique, les premières structures à haute résolution de ESCRT-III (composé de
CHMP2A et
CHMP3) associées à des membranes lipidiques. Ces assemblages tubulaires reconstitués
in vitro sont similaires aux architectures de filaments d’ESCRT-III présents
in vivo au niveau des sites de bourgeonnement des virus, des vésicules ou des corps intermédiaires cytokinétiques. Les structures obtenues respectivement à 3,3 Å et 3,6 Å de résolution apportent des détails moléculaires sur la polymérisation des filaments hélicoïdaux et l'interaction avec la membrane.
Les analyses de ces structures soutiennent un modèle théorique dans lequel le remodelage par VPS4 engendre une constriction grâce au glissement progressif des filaments de CHMP2A-CHMP3.
De plus, des études de molécules isolées ont confirmé que les polymères ESCRT-III sont resserrés et clivés par VPS4
in vitro, ce qui suggère que les membres d’ESCRT-III, CHMP2 et CHMP3, avec l'aide de VPS4, constituent une machinerie minimale capable de cliver des cols membranaires par la fission des membranes.
Figure : Modèle de la constriction membranaire par ESCRT-III. A gauche, modèle atomique des filament d’ESCRT-III composé d’un hétérodimère de CHMP2A et CHMP3. La surface extérieure des filaments interagit avec les membranes de manière similaire à la topologie des cols membranaires comme indiqué dans le schéma (à droite). VPS4 resserre les filaments qui, à leur tour, resserreront la membrane jusqu'au point de clivage par fission membranaire.
ESCRT = Endosomal Sorting Complex Required for Transport est une machinerie de transport cellulaire endosomale, constituée de complexes protéiques cytosoliques.
Citokinèse = division du cytoplasme dans les phases de la méïose et de la mitose, pour former des cellules filles.
CHMP2A = la protéine de corps multivésiculaire chargée 2a est codée par le gène
CHMP2A.
CHMP3 = La protéine de corps multivésiculaire chargée 3 est codée par le gène
VPS24.