La machinerie du complexe de tri « endosomal sorting complex required for transport » (ESCRT) catalyse de nombreux processus de remodelage des membranes, tels que la réparation des membranes, le bourgeonnement des virus enveloppés et la cytokinèse. Un dysfonctionnement de la machinerie ESCRT est associé à plusieurs pathologies comme le cancer et des déficiences neuronales. Les membres de la famille de protéines ESCRT-III sont conservés dans l’évolution depuis les procaryotes jusqu’aux métazoaires. Leur mécanisme d’action consiste en leur polymérisation sur les membranes suivit de leur remodelage jusqu’au point de fission de la membrane par l’activité de l’ATPase VPS4.
Une collaboration entre des chercheurs de l’IBS (EBEV, MEM, MICA, I2SR), de l’Institut Curie à Paris et de l’Université de Gröningen a permis de fournir les premières structures à haute résolution de filaments tubulaires d’ESCRT-III (composés de CHMP2A et CHMP3) recouvertes de membrane en cryo-EM. Ces structures obtenues in vitro ressemblent aux architectures de filaments d’ESCRT-III présentes au niveau des sites de bourgeonnement des virus, des vésicules ou des corps intermédiaire cytokinétique. Les résolutions obtenues à 3,3 et 3,6 Å apportent des détails moléculaires sur la polymérisation des filaments hélicoïdaux et l’interaction avec la membrane. Ces structures soutiennent un modèle où le remodelage par VPS4 engendre une constriction grâce au glissement progressif des filaments de CHMP2A-CHMP3. Cette hypothèse a été étayée par une analyse en dynamique montrant que les tubes d’ESCRT-III enveloppés de membranes sont resserrés et clivés par VPS4 in vitro. Cette étude permet, en outre, de proposer que les ESCRT-III et Vps4 constituent une machinerie minimale capable de clivage des cols membranaires par une réaction de fission membranaire.
Structural basis of CHMP2A-CHMP3 ESCRT-III polymer assembly and membrane cleavage. Azad K, Guilligay D, Boscheron C, Maity S, De Franceschi N, Sulbaran G, Effantin G, Wang H, Kleman JP, Bassereau P, Schoehn G, Roos WH, Desfosses A, Weissenhorn W. Nat Struct Mol Biol. 2023 Jan ;30(1):81-90. DOI : 10.1038/s41594-022-00867-8
Contact : Winfried Weissenhorn, chercheur UGA de l’IBS (Groupe Entrée et bourgeonnement des virus à enveloppe)