Cytosquelette : filaments intermédiaires de type V
Lamines : rôles (1)

Les lamines, filaments intermédiaires de classe V, jouent un rôle dans (The nuclear lamins: flexibility in function 2013) :

• la structure nucléaire et sa stabilité,
• la liaison du noyau au cytosquelette cytoplasmique,
• la mécanotransduction et les voies de signalisation par son interaction avec la chromatine : elle régule la réplication de l'ADN, c'est-à-dire l'expression génique, et la division cellulaire.
• la migration cellulaire (et les cancers).

La déformation du noyau est dépendante du taux de lamines nucléaires impliquées dans des maladies génétiques rares appelées laminopathies.

Structure nucléaire et sa stabilité

Les lamines :

• rigidifient la membrane nucléaire,
• y ancrent les pores nucléaires.

Les réseaux sont formés par les deux types de lamines A/C et B et le type A/C semble se lier à l'actine nucléaire.

Liaison du noyau au
cytosquelette cytoplasmique

Les connexions ont été bien établies avec les filaments d'actine, les microtubules cytoplasmiques et les filaments intermédiaires.

LINC (LInker of Nucleoskeleton to Cytoskeleton complex), qui se lie à l'actine et aux microtubules cytoplasmiques, est composé de protéines membranaires de type II avec un segment transmembranaire simple (Cell Mechanosensitivity to Extremely Low-Magnitude Signals Is Enabled by a LINCed Nucleus 2015).

Les protéines SUN (Sad1 and UNc-83), situés sur la membrane nucléaire interne et dans l'espace périnucléaire forment des trimères en forme de champignon.

• 

  Le chapeau contient les trois domaines SUN enchâssés dans l'espace périnucléaire qui se connectent chacun, par une rainure profonde, à un peptide KASH, la stabilité étant assurée par un pont disulfure.
• Le pied est formé d'une triple superhélice (LINC Complexes Form by Binding of Three KASH Peptides to Domain Interfaces of Trimeric SUN Proteins 2012).
• Les extrémités N-terminales, après un court domaine transmembranaire, se lient, en particulier pour SUN1 et SUN2, à la lamine A de la lamina (SUN1 interacts with nuclear lamin A and cytoplasmic nesprins to provide a physical connection between the nuclear lamina and the cytoskeleton 2006 et Dynamics and molecular interactions of linker of nucleoskeleton and cytoskeleton (LINC) complex proteins 2009).

Cinq gènes codent pour des protéines SUN chez les mammifères : seuls, SUN1 et SUN2 sont largement exprimés. Les eucaryotes inférieurs ont une ou deux protéines SUN (Interactions Between Nuclei and the Cytoskeleton Are Mediated by SUN-KASH Nuclear-Envelope Bridges 2010).

Les peptides KASH (Klarsicht, Anc1, and Syne Homology), situés sur la membrane nucléaire externe, forment aussi des trimères qui comprennent :

• un domaine C-terminal de 60 résidus dont 20 sont transmembranaires et 29 font saillie dans l'espace périnucléaire pour se connecter aux domaines SUN,
• un domaine N-terminal variable par sa taille qui interagissent avec divers composants du cytosquelette cytoplasmique (Nuclear Positioning 2013).

Chez les mammifères, les protéines KASH sont appelées nesprines (Nuclear envelope spectrin-repeat proteins) et sont encodées par 5 gènes (SYNE - SYnaptic Nuclear Envelope protein -) qui génèrent des isoformes multiples par épissage alternatif de l'ARN (Nesprins: from the nuclear envelope and beyond 2013).

• Les isoformes " géants " nesprine-1G (appelée aussi énaptine) et nesprine-2G, 8797 et 6885 acides aminés, codés par SYNE1 et SYNE2 respectivement, ressemblent à la dystrophine car une grande partie de leur grande région cytoplasmique est formée de répétitions de spectrine (SR : spectrin repeat). Ils se lient :

  • 

    aux filaments d'actine par leur domaine CH - Calponin Homology - (TAN lines A novel nuclear envelope structure involved in nuclear positioning 2011 et Linear Arrays of Nuclear Envelope Proteins Harness Retrograde Actin Flow for Nuclear Movement 2014 avec de nombreux films).
  • aux microtubules par la kinésine-1 et la dynéine sans que l'on connaisse encore leur liaison directe (SUN1/2 and Syne/Nesprin-1/2 Complexes Connect Centrosome to the Nucleus during Neurogenesis and Neuronal Migration in Mice 2009).
• La nesprine-3α, codée par SYNE3 est considérée comme une IFAP (Intermediate Filament Associated Protein) et se lie à la plectine, protéine de réticulation, qui se lie à des filaments intermédiaires cytoplasmiques.
• La nesprine-4, codée par SYNE4, possède une extrémité N-terminale courte qui se lie aux microtubules par la kinésine-1 - dans les cellules sécrétoires et cellules ciliées de la cochlée - (The LINC complex is essential for hearing 2013).
• KASH5, une nesprine spécifique de la méiose, localisés aux télomères des stades leptotène à diplotène, se lie à la dynactine, régulateur de la dynéine pour accéder aux microtubules (A conserved KASH domain protein associates with telomeres, SUN1, and dynactin during mammalian meiosis 2012).

Autres rôles

Biologie cellulaire et moléculaireMembrane plasmiqueNoyauCytoplasme
Réticulum endoplasmiqueAppareil de GolgiMitochondries
Endosomes LysosomesPeroxysomesProtéasomes
CytosqueletteMicrofilaments d'actineFilaments intermédiairesMicrotubules
Matrice extracellulaireReproduction cellulaireBiochimieTransport membranaire
Moteurs moléculairesVoies de signalisation