Sous pression : la réponse des cellules au stress physique dévoilée

ParisDes scientifiques de l'Université de Genève, en collaboration avec l'Institut de biologie structurale de Grenoble et l'Université de Fribourg, ont fait des avancées dans la compréhension de la gestion du stress physique par les cellules. Ils ont utilisé la cryo-microscopie électronique pour étudier le comportement des lipides et protéines à la membrane cellulaire sous contrainte mécanique. Cette recherche permet de clarifier comment de petites zones de la membrane peuvent organiser différents lipides pour déclencher des réponses spécifiques dans les cellules.

L'étude se concentre sur deux composants principaux :

• Microdomaines membranaires
• Réseau de protéines de l'eisosome

Les membranes cellulaires jouent un rôle crucial dans le maintien de l'intégrité et du bon fonctionnement des cellules. Jusqu'à récemment, leur mécanisme d'action restait en grande partie un mystère. Cette étude apporte des éclaircissements sur le sujet. La membrane plasmique agit comme une barrière mais doit également être flexible. Cette flexibilité est assurée par les lipides et les protéines qui la composent. Leur agencement évolue en fonction de l'environnement extérieur, ce qui aide à équilibrer la tension et la souplesse de la membrane.

De petites zones des membranes cellulaires, appelées microdomaines, contiennent des lipides et des protéines spécifiques. Ces zones jouent un rôle crucial dans la détection des changements des propriétés physiques de la membrane cellulaire. Une équipe de chercheurs dirigée par Robbie Loewith de l'Université de Genève (UNIGE) a utilisé la cryo-microscopie électronique pour étudier ces interactions en détail. Cette technique consiste à congeler les échantillons à -200°C, ce qui permet de conserver les membranes dans leur état naturel pour une observation minutieuse.

L'étude a utilisé la levure de boulangerie (Saccharomyces cerevisiae) en raison de sa facilité de culture, de sa capacité à être modifiée génétiquement et de ses nombreux processus cellulaires similaires à ceux des organismes supérieurs. La recherche s'est concentrée sur une partie spécifique de la membrane cellulaire soutenue par un manteau protéique appelé éisosomes.

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Les éisosomes aident les cellules à gérer les dommages de leurs membranes. L'équipe a réussi à purifier et étudier les éisosomes avec leurs lipides membranaires naturels. Cette avancée est cruciale pour comprendre le fonctionnement de ces structures.

Des scientifiques ont découvert que sous l'effet du stress mécanique, l'organisation des lipides dans certaines zones des cellules change. Quand une structure protéique appelée éisosome s'étire, les lipides se réarrangent, libérant probablement des molécules de signalisation qui aident la cellule à s'adapter au stress. Ce mécanisme explique comment les cellules transforment le stress physique en signaux chimiques grâce à l'interaction entre protéines et lipides.

Ces découvertes sont essentielles. Comprendre comment les cellules détectent et réagissent au stress mécanique peut nous aider à développer de nouvelles méthodes pour améliorer leur survie et leur fonctionnement. Cela pourrait avoir une importance capitale pour la recherche médicale et pour la mise au point de traitements contre les maladies liées à la gestion du stress cellulaire.

Cette étude présente de nouvelles méthodes pour analyser l'organisation des membranes. Les protéines et les lipides se déplacent au sein des membranes pour former des zones spécifiques. Ces zones permettent aux cellules de réaliser des tâches biochimiques précises, notamment en déclenchant des voies de communication en réponse au stress.