Unravelling integrated kinetics during spindle assembly

Abstract

To ensure faithful segregation of the genetic material, during mitosis the cell assembles the mitotic spindle, a macromolecular machine made of dynamic microtubules and associated proteins. Spindle microtubules are assembled de novo by the centrosomes and through the RanGTP pathway that is sufficient for spindle self-organization. In this thesis I used a proteomics approach to study the RanGTP pathway induced microtubules and spindle self-organization and I propose that it occurs through a multi-step mechanism. I then addressed how the centrosomal and acentrosomal microtubule assembly pathways are integrated to build the bipolar spindle. My data suggest that, in small cells, centrosome maturation defines an optimal and essential balance between these two pathways due to a competition for limiting amounts of tubulin. Interestingly in big cells, I found that centrosome maturation ensures the correct positioning of each centrosome to a spindle pole and thereby assures proper centrosome segregation to the daughter cells. Finally, I present molecular insights about the interaction of the microtubule polymerase XMAP215 with its mitotic interactor TACC3.

Durant la mitosi, per assegurar que el material genètic es segrega correctament, la cèl•lula construeix el fus mitòtic, una maquinària macromolecular formada de microtúbuls dinàmics i proteïnes associades. Els microtúbuls del fus són formats de novo pels centrosomes o a través de la “RanGTP pathway”, la qual és autosuficient per promoure l'autoorganització del fus mitòtic. En aquesta tesi he utilitzat tècniques de proteòmica per estudiar com la “RanGTP pathway” indueix l'autoorganització dels microtúbuls i del fus mitòtic a través d’un procés amb múltiples passos (tal i com indiquen els resultats obtinguts). Paral•lelament he estudiat com els microtúbuls formats per ambdues vies (centrosomes i “RanGTP pathway”) es coordinen per la construcció del fus bipolar. Els meus resultats suggereixen que, en cèl•lules petites, la maduració dels centrosomes defineix un equilibri òptim i essencial entre els dos sistemes, com a conseqüència de la disponibilitat limitada de tubulina. Per altra banda, en cèl•lules grans la maduració dels centrosomes condiciona la correcta localització d’aquests als pols del fus mitòtic, assegurant-ne la segregació a les dues cèl•lules filles. Finalment, exposo els detalls moleculars de la interacció entre la polimerasa de microtúbuls XMAP215 i el seu interactor mitòtic TACC3.