Démonstration de l'importance des molécules individuelles lors d'un stress mécanique dans les cellules
Une nouvelle méthode pour examiner les processus mécaniques dans les cellules
Les cellules de notre corps sont continuellement exposées à des forces mécaniques qui sont soit appliquées de l'extérieur, soit générées par les cellules elles-mêmes. La capacité à répondre à ces stimuli mécaniques est une condition préalable indispensable à un grand nombre de processus biologiques. Cependant, la manière dont les cellules parviennent à traiter les stimuli mécaniques est mal comprise car il n'existe pas de techniques permettant d'étudier les signaux mécaniques très fins dans les cellules. Des chercheurs de l'université de Münster ont mis au point une méthode permettant de modifier la mécanique de molécules individuelles et d'étudier ainsi leur fonction au sein des cellules. Les résultats ont été publiés dans la revue Science Advances.
L'équipe, dirigée par le professeur Carsten Grashoff, biologiste cellulaire, a mis au point une méthode permettant de modifier les protéines à l'aide d'une molécule sensible à la lumière et de les contrôler mécaniquement par de courtes impulsions lumineuses. De cette manière, les scientifiques ont réussi à briser des protéines individuelles avec un contrôle temporel et spatial élevé, ce qui leur a permis d'étudier leur signification mécanique dans les cellules. Leurs premières expériences ont démontré la fonction de deux molécules qui ne sont pas seulement importantes pour l'adhésion des cellules, mais qui sont soupçonnées de jouer un rôle central dans un certain nombre de maladies. La protéine taline est essentielle pour la transmission des forces mécaniques lors de l'adhésion des cellules dans le tissu conjonctif - un processus qui est très important, par exemple, dans la migration des cellules. En revanche, la protéine desmoplakine est importante pour résister au stress mécanique dans les jonctions cellule-cellule qui se produisent dans les tissus épithéliaux tels que la peau. "Ensemble, ces résultats montrent comment les propriétés mécaniques de certaines structures cellulaires peuvent être contrôlées par des protéines individuelles", explique Carsten Grashoff.
Comme la technique mise au point est codée génétiquement et peut donc être insérée à n'importe quel endroit du génome, les chercheurs espèrent qu'elle sera largement applicable à l'étude des propriétés mécanobiologiques de nombreuses autres protéines dans les cellules vivantes, les organismes modèles et les modèles de maladies.
Informations générales : Les stimuli mécaniques, comme de nombreux autres signaux, sont finalement traités dans les cellules au niveau des protéines individuelles. Bien que les chercheurs aient identifié, au cours des dernières années, une série de molécules directement exposées aux forces mécaniques dans les cellules, l'importance des contributions mécaniques des protéines individuelles dans ces processus cellulaires et biologiques souvent très complexes n'a pas été clairement établie. Les expériences menées par l'équipe de Carsten Grashoff ont réussi à utiliser une connexion sensible à la lumière qui, bien qu'elle soit capable de résister à un degré élevé de forces mécaniques, se décompose lorsqu'elle est exposée à un rayonnement lumineux. On trouve des protéines sensibles à la lumière comparables dans les plantes, où elles régulent l'orientation de la plante par rapport à la lumière. En insérant ces points de rupture prédéterminés dans des gènes spécifiques (taline, desmoplakine) à l'aide de techniques de biologie moléculaire, l'équipe a produit des cellules de tissu conjonctif et de peau qui pouvaient être contrôlées par un faisceau laser au niveau des protéines individuelles. La modulation et l'analyse des cellules vivantes, dérivées de modèles de culture cellulaire de souris, ont été réalisées à l'aide de méthodes de microscopie à fluorescence.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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