Une nouvelle étude montre comment les membranes cellulaires se courbent pour créer les « bouches » qui permettent aux cellules de consommer les choses qui les entourent.
“Tout comme nos habitudes alimentaires façonnent fondamentalement tout dans notre corps, la façon dont les cellules” mangent “est importante pour la santé des cellules”, a déclaré Comert Kural, professeur agrégé de physique à l’Ohio State University et auteur principal de l’étude. “Et les scientifiques ne comprenaient pas, jusqu’à présent, la mécanique de la façon dont cela s’est produit.”
L’étude, publiée récemment dans la revue Cellule de développement, ont découvert que la machinerie intercellulaire d’une cellule s’assemble en une structure en forme de panier très incurvée qui finit par devenir une cage fermée. Les scientifiques pensaient auparavant que la structure a commencé comme un réseau plat.
La courbure de la membrane est importante, a déclaré Kural : elle contrôle la formation des poches qui transportent les substances dans et hors d’une cellule.
Les poches capturent des substances autour de la cellule, se formant autour des substances extracellulaires, avant de se transformer en vésicules – de petits sacs d’un millionième de la taille d’un globule rouge. Les vésicules transportent des choses importantes pour la santé d’une cellule – des protéines, par exemple – dans la cellule. Mais ils peuvent aussi être détournés par des agents pathogènes qui peuvent infecter les cellules.
Mais la question de savoir comment ces poches se sont formées à partir de membranes que l’on croyait auparavant plates avait bloqué les chercheurs pendant près de 40 ans.
“C’était une controverse dans les études cellulaires”, a déclaré Kural. « Et nous avons pu utiliser l’imagerie par fluorescence à super-résolution pour observer la formation de ces poches dans les cellules vivantes, et nous avons donc pu répondre à la question de savoir comment elles sont créées.
« En termes simples, contrairement aux études précédentes, nous avons réalisé des films haute résolution de cellules au lieu de prendre des instantanés », a déclaré Kural. “Nos expériences ont révélé que les échafaudages protéiques commencent à déformer la membrane sous-jacente dès qu’ils sont recrutés sur les sites de formation des vésicules.”
Cela contraste avec les hypothèses précédentes selon lesquelles les échafaudages protéiques d’une cellule devaient subir une réorganisation énergivore pour que la membrane se courbe, a déclaré Kural.
La façon dont les cellules consomment et expulsent les vésicules joue un rôle clé pour les organismes vivants. Le processus aide à éliminer le mauvais cholestérol du sang; il transmet également des signaux neuronaux. Le processus est connu pour se dégrader dans plusieurs maladies, dont le cancer et Alzheimer maladie.
“Il est important de comprendre l’origine et la dynamique des vésicules liées à la membrane – elles peuvent être utilisées pour administrer des médicaments à des fins médicinales mais, en même temps, détournées par des agents pathogènes tels que des virus pour entrer et infecter les cellules”, a déclaré Kural. “Nos résultats sont importants, non seulement pour notre compréhension des principes fondamentaux de la vie, mais aussi pour le développement de meilleures stratégies thérapeutiques.”
Référence: “Encore les manteaux endocytiques de clathrine développent une courbure aux premiers stades de leur formation » par Nathan M. Willy, Joshua P. Ferguson, Ata Akatay, Scott Huber, Umidahan Djakbarova, Salih Silahli, Cemal Cakez, Farah Hasan, Henry C. Chang, Alex Travesset, Siyu Li, Roya Zandi, Dong Li, Eric Betzig, Emanuele Cocucci et Comert Kural, 12 novembre 2021, Cellule de développement.
DOI : 10.1016 / j.devcel.2021.10.019
Emanuele Cocucci, professeur adjoint au College of Pharmacy de l’Ohio State, a co-écrit cette étude, avec des chercheurs de l’UC Berkeley, de l’UC Riverside, de l’Iowa State University, de l’Université Purdue et de l’Académie chinoise des sciences.
