Des manipulations de chromosomes révèlent qu'ils sont presque liquides

Des scientifiques du CNRS, de l'Institut Curie, et de Sorbonne Université ont pu, pour la première fois, physiquement agir sur des chromosomes de cellules vivantes. En soumettant les chromosomes à différentes forces, à l'aide d'aimants, ils ont découvert que les chromosomes sont en réalité très fluides, presque liquides, en dehors des phases de division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par...) de la cellule. Cette étude est publiée dans Science, le 29 juillet 2022.


Les chromosomes sont fluides, presque liquides, hors périodes de division. Une découverte rendue possible grâce à la manipulation mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) directe, pour la toute première fois, de chromosomes contenus dans le noyau de cellules vivantes.

Jusqu'alors, les chromosomes, très longues molécules d'ADN, étaient représentés comme emmêlés, tels des pelotes de laine, et formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) une sorte de gel. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) de cette nouvelle publication en donnent donc une image différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...). Fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...), capable de se mouvoir librement, le chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément...) n'est pas contraint par les autres éléments constituant dans le noyau, et est capable de se réorganiser.

Pour parvenir à ces conclusions publiées dans Science, les scientifiques du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), de l'Institut Curie (L'Institut Curie est une fondation, dont les activités principales sont d'une part la...), et de Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du...) Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) au sein des laboratoires Dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) du noyau, Physico-chimie Curie et Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) cellulaire et cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...), en collaboration avec des scientifiques du MIT, ont fixé des nanoparticules magnétiques à une petite portion de chromosome d'une cellule vivante. Ils ont ensuite étiré le chromosome, et exercé sur lui différentes intensités de forces, grâce à l'attraction d'un micro aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le...). Par cette approche, les équipes sont parvenues, pour la toute première fois dans une cellule vivante, à mesurer la réponse d'un chromosome à des forces extérieures.

Grâce à ces expériences, les chercheurs et chercheuses ont pu observer que l'échelle des forces naturellement exercées dans le noyau, par exemple par des enzymes répliquant l'ADN, est suffisante pour altérer la conformation (En chimie, la conformation d'une molécule est l'arrangement spatial des atomes qui la composent....) du chromosome. Cette découverte majeure, à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface...) de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) et de la biologie, change la représentation jusqu'ici établie du chromosome. Elle apporte également de nouveaux éléments de compréhension sur les processus biologiques, sur la biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils...) du chromosome et sur l'organisation (Une organisation est) du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...).


Bibliographie:
Live-cell micromanipulation of a genomic locus reveals interphase chromatin mechanics.
Veer I. P. Keizer, Simon Grosse-Holz, Maxime Woringer, Laura Zambon, Koceila Aizel, Maud Bongaerts, Fanny Delille, Lorena Kolar-Znika, Vittore F. Scolari, Sebastian Hoffmann, Edward J. Banigan, Leonid A. Mirny, Maxime Dahan,Daniele Fachinetti, Antoine Coulon.
Science, 29 juillet 2022.
DOI: 10.1126/science.abi9810.