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Posté par Isabelle le Mardi 16/05/2017 à 00:00
Au cœur de la cellule, le chêne devient roseau
?Une cellule est dotée d'un squelette de microtubules qui s'assouplit ou se rigidifie, suivant ses besoins. Une équipe du CEA-BIG et ses partenaires révèlent la relation entre les propriétés biochimiques et mécaniques sous-jacentes.

Le squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la base de l'evolution des vertébrés. Celui ci leur a fourni un...) des cellules est impliqué dans plusieurs fonctions vitales (Les Vitales sont un ordre de plantes dicotylédones. Cet ordre a été réintroduit dans la Angiosperm Phylogeny Website et ne comprend qu'une...). Les microtubules qui le constituent servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) de rails pour les transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) intracellulaires ou permettent la répartition des chromosomes lors de la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division...) cellulaire. Dans ces deux cas, ces longs éléments tubulaires se doivent d'être suffisamment rigides pour être fonctionnels. Dans d'autres situations, notamment lors de la migration cellulaire ou pour s'adapter à un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) changeant, les microtubules se plient et se déplient pour déformer le squelette. Les tubes doivent alors s'assouplir, sinon, c'est la rupture. Le squelette des cellules est donc sans cesse en mutation.


Marquage des microtubules (en magenta) et en particulier ceux qui ont été acétylés (vert) dans une cellule en culture © Ana Joaquina Jimenez et Manuel Théry, CEA.
La structure chimique des microtubules varie. Quelle est la relation entre les variations biochimiques et les propriétés mécaniques de ces tubes ? "Nous avons développé un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se...) de microfluidique (La microfluidique est la science et la technologie des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l'une des dimensions caractéristiques est de l'ordre du micromètre.) pour mesurer in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme...) la plasticité des microtubules, explique Manuel Théry, directeur de laboratoire au CEA-BIG. En fixant les caractéristiques chimiques des microtubules, nous pouvons répondre à cette question." C'est ce qu'ils ont fait avec leurs partenaires américains de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Stanford, qui ont découvert une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les...) ajoutant par acétylation un groupes de cinq atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec...) aux tubulines, les filaments constituant les microtubules. "Cette acétylation est conservée dans beaucoup d'espèces, décrit le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.). Or, la nature ne conserve que des choses utiles. Son rôle doit donc être essentiel." En observant des microtubules acétylées avec leur outil de microfluidique, les chercheurs ont montré que cette transformation chimique transforme le chêne (Le chêne est le nom vernaculaire de nombreuses espèces d'arbres et d'arbustes appartenant au genre Quercus, et à certains genres apparentés, notamment...) en roseau !

Comment l'explique-t-on ? "L'acétylation jouerait un rôle de lubrifiant en permettant aux 13 filaments constituant la paroi des microtubules de glisser les uns sur les autres et de relaxer ainsi les contraintes, répond Manuel Théry. Autre question qui se pose alors: comment l'enzyme responsable de l'acétylation est-elle recrutée lorsque les microtubules ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les besoins...) de s'assouplir ? "Nous n'en sommes qu'au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) des hypothèses, ajoute-t-il. Lorsque le tube se plie (Plie [pli] est un nom vernaculaire ambigu désignant en français des poissons plats. Le terme « plie » désigne principalement, en France et en Belgique, l'espèce Plie commune...), il y aurait une ouverture dans la paroi laissant le passage libre aux enzymes pour acétyler les filaments et leur permettre de s'assouplir et ne pas casser sous la contrainte. Cette "respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet de dioxyde de carbone, CO2, appelé parfois de façon impropre...)" des microtubules serait un cycle associant mécanismes biochimiques et mécaniques." Les chercheurs cherchent maintenant à le prouver.

Références publications:
- Tubulin acetylation protects long-lived microtubules against mechanical ageing | Nature cell biology
- Microtubules acquire resistance from mechanical breakage through intralumenal acetylation | Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour...)

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Source: CEA