Squelette des cellules: des défauts pour se renouveler
Publié par Adrien le 18/09/2019 à 08:00
Source: CEA

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Les microtubules font partie du squelette des cellules. Des chercheurs de l'Irig montrent que les défauts dans leur structure s'avèrent utiles pour leur renouvellement.

Les microtubules occupent un rôle déterminant dans la gestion de l'organisation (Une organisation est) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée...) des cellules vivantes. Ils servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) de rails au transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..)....) intracellulaire et de câbles pour séparer les chromosomes au cours 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...) des cellules. Ce sont des polymères très dynamiques qui s'assemblent et se désassemblent en permanence à leurs extrémités.

Ces microtubules sont composés de 13 proto-filaments qui s'associent pour former un tube rigide et creux. Mais cet arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les dénombrements en analyse combinatoire.) n'est pas aussi parfait qu'il n'y paraît. Récemment plusieurs laboratoires ont observé que la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des microtubules n'était pas limitée à leurs extrémités. En effet, les molécules de tubuline (brique de base qui sert à leur polymérisation) pouvaient également s'ajouter le long d'un microtubule de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa...) constante. Mais le mécanisme sous-jacent était encore inconnu. Pour résoudre cette question, un consortium de chercheurs de l'Irig, 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 Génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) & Développement de Rennes, du Centre de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) en 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...) cellulaire de Montpellier et du Laboratoire Interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) de Grenoble est allé explorer les liens possibles entre la structure, la biochimie et l'incorporation le long des microtubules, de tubuline. Leurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) des microtubules en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à...) électronique ont révélé l'existence de nombreux défauts (trous, dislocations) le long des quelques millimètres de microtubule présent dans chaque cellule.

L'analyse en microscopie à fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »)....) de la dynamique de renouvellement des molécules qui composent les microtubules a révélé que ces défauts nanoscopiques dans la paroi du microtubule sont à l'origine de l'incorporation de nouvelles molécules de tubuline. Ces résultats montrent que, dans les microtubules comme dans les alliages métalliques, loin de n'être qu'une source de faiblesse, les défauts de structure peuvent également être à l'origine de propriétés originales et offrent ainsi un nouveau levier de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de leur stabilité.

Zoom sur...les microtubules

Les microtubules sont des filaments rigides qui font partie du 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 avantage sélectif conséquent suite au besoin d'un organisme...) des cellules. Ils sont en renouvellement permanent et leur temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de vie (La vie est le nom donné :) moyen ne dépasse pas quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon,...). En effet, les microtubules poussent régulièrement, depuis le centre de la cellule vers la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.), mais peuvent à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) se désassembler complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à...) et de façon aléatoire. Le processus de reconstruction permanent permet au réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit...) de microtubules d'adapter son architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) et d'accompagner les changements morphologiques des cellules.

Références:
Lattice defects induce microtubule self-renewal | Nature physics
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