Les courbes affectent la migration et l'expression du génome des cellules
Publié par Isabelle le 05/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INC
La migration des cellules participe à de nombreux processus physiologiques tout comme à la propagation de certains cancers. Des chercheurs de l'Institut de science des matériaux de Mulhouse (IS2M, CNRS/Université Haute-Alsace) ont étudié ces mouvements et mis en évidence un nouveau phénomène: la curvotaxie. Elle désigne la capacité des cellules à migrer en fonction de la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du caractère « plus ou moins courbé » de cet objet. Par exemple :) de leur 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 environnement...), y compris à l'encontre de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Ces travaux, publiés dans Nature Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles...), montrent également que cette courbure influence l'expression de certains gènes.


Les cellules réagissent aux variations de courbure en se positionnant sur les régions concaves du substrat sur lequel elles adhèrent.

Les cellules vivantes se déplacent en fonction de certains signaux physico-chimiques de leur environnement. Certains de ces phénomènes sont déjà bien connus, comme la chimiotaxie guidée par des gradients chimiques, et tous impactent de nombreux processus physiologiques: du développement embryonnaire à la propagation de certains cancers. Une équipe de scientifiques, centrés autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) du groupe Biointerface de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de science des matériaux (La science des matériaux regroupe les domaines qui étudient la matière qui constitue les objets. Cela va des roches (en géologie) aux métaux en...) de Mulhouse (IS2M, CNRS/Université Haute-Alsace), a étudié la migration des cellules sur de nouvelles surfaces courbées et découvert un nouveau comportement: la curvotaxie.

Posée sur un substrat courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des...), une cellule voit son noyau subir une compression qui entraîne son glissement vers le minimum de courbure le plus proche. Ce déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture...) crée des tensions intracellulaires qui sont transmises au reste de la cellule, altèrent sa trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de migration et conduisent à son positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente et attractive au sein d’un marché et dans l’esprit des clients...) sur les zones les plus concaves, et ce quelle que soit la direction de la gravité. Les chercheurs ont également montré que ce jeu de pressions et de tensions à l'intérieur de la cellule pouvait modifier l'expression de son génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il contient en...): certains gènes s'expriment plus ou moins en fonction de la courbure du substrat. Ces travaux ouvrent de très nombreuses perspectives, en particulier dans la compréhension des processus de différenciation des cellules souches. L'équipe de l'IS2M a d'ailleurs déposé une demande de financement ANR pour poursuivre leurs recherches.

Ces travaux ont mobilisé des chercheurs de l'Institut de 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 vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...) des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de Mulhouse (IS2M, CNRS/Université Haute-Alsace), du Laboratoire d'automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des...), de mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit...) et d'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles...) industrielles et humaines (LAMIH, CNRS/Université de Valenciennes), du laboratoire Santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) Ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation...) Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle...) St-Etienne (SAINBIOSE, Inserm/Université de Lyon/UJM-St-Etienne), de l'Institut des sciences du mouvement - Étienne-Jules Marey (CNRS/Aix Marseille Université), de la société suisse Micropat et du Laboratório de Biomineralização 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...) Fédérale de Rio de Janeiro (Rio de Janeiro est une mégapole située dans le sud-est du Brésil. C'est également la capitale de l'État de Rio de Janeiro. Avec ses 6,1 millions d'habitants...).

Référence publication:
Laurent Pieuchot, Julie Marteau (marteau peut faire référence à :), Alain Guignandon, Thomas Dos (En anatomie, chez les animaux vertébrés parmi lesquels les humains, le dos est la partie du corps consistant en les vertèbres et les côtes. Les dorsaux étaient les muscles les plus sollicités par les singes...) Santos, Isabelle Brigaud, Pierre-François Chauvy, Thomas Cloatre, Arnaud Ponche, Tatiana Petithory, Pablo Rougerie, Maxime Vassaux, Jean-Louis Milan (Milan (en italien Milano, du latin Mediolanum, en lombard Milàn) se situe dans le nord de l'Italie. Capitale de la région de Lombardie, au...), Nayana Tusamda Wakhloo, Arnaud Spangenberg, Maxence Bigerelle et Karine Anselme.
Curvotaxis directs cell migration through cell-scale curvature landscapes.
Nature Communications – Septembre 2018
DOI: 10.1038/s41467-018-06494-6

Contact chercheur:
Laurent Pieuchot
UMR7361 Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse (IS2M)
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