Les microtubules occupent un rôle déterminant dans la gestion de l’organisation interne des cellules vivantes. Ils servent de rails au transport intracellulaire et de câbles pour séparer les chromosomes au cours de la division des cellules. Ce sont des polymères très dynamiques qui s’assemblent et se désassemblent en permanence à leurs extrémités.

Ces microtubules sont composés de 13 proto-filaments qui s’associent pour former un tube rigide et creux. Mais cet arrangement n’est pas aussi parfait qu’il n'y paraît. Récemment plusieurs laboratoires ont observé que la dynamique des microtubules n’était pas limitée à leurs extrémités. En effet, les molécules de tubuline (brique de base qui sert à leur polymérisation) pouvaient également s’ajouter le long d’un microtubule de longueur constante. Mais le mécanisme sous-jacent était encore inconnu. Pour résoudre cette question, un consortium de chercheurs de l'Irig, de l’Institut de Génétique & Développement de Rennes, du Centre de Recherche en Biologie cellulaire de Montpellier et du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique de Grenoble est allé explorer les liens possibles entre la structure, la biochimie et l’incorporation le long des microtubules, de tubuline. Leurs observations des microtubules en microscopie électronique ont révélé l’existence de nombreux défauts (trous, dislocations) le long des quelques millimètres de microtubule présent dans chaque cellule.

L’analyse en microscopie à fluorescence de la dynamique de renouvellement des molécules qui composent les microtubules a révélé que ces défauts nanoscopiques dans la paroi du microtubule sont à l’origine de l’incorporation de nouvelles molécules de tubuline. Ces résultats montrent que, dans les microtubules comme dans les alliages métalliques, loin de n’être qu’une source de faiblesse, les défauts de structure peuvent également être à l’origine de propriétés originales et offrent ainsi un nouveau levier de régulation de leur stabilité.