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modeler la membrane des cellules

Céline Giustranti
28/10/2016
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Les balbutiements de la communication au sein des cellules s’éclairent progressivement. Savoir comment elle s’initie ouvre la voie à nombre d’applications.
Migration et adhésion cellulaires

Dans ces cellules, le noyau apparaît en bleu et le marquage rouge correspond aux protéines d'ancrage qui assurent la cohésion des cellules dans les tissus. Ici les protéines d'ancrage sont situées au…

C’est à une plongée dans l’univers des membranes cellulaires que vous invitent Patricia Bassereau et son équipe Membranes et fonctions cellulaires (CNRS/UPMC/Institut Curie). La membrane plasmique ne sert pas qu’à isoler les cellules. Elle est aussi un lieu de passage entre intérieur et extérieur et un acteur clé du trafic intracellulaire, car c'est à partir de cette membrane que se forment les petites vésicules et les nanotubes dans lesquels sont empaquetés les messages à transporter d’un point à l’autre de la cellule.

 

Membrane cellulaire : une structure aux multiples visages

Forces mécaniques, accumulation de protéines, courbure de la membrane, c’est tout un jeu "biophysique" qui se met en place pour étirer des nanotubes. Et pour l’élucider, l’équipe de Patricia Bassereau recourt à tous les moyens à sa disposition : microscopie optique et pinces optiques, modèle mathématique, simulations, modèles simplifiés de membranes. Quant aux modèles théoriques, ils ont été en grande partie réalisés par Vladimir Lorman de l’Université de Montpellier, récemment décédé. Ils ont étudié comment les protéines à domaine BAR, connues pour contrôler la courbure de la membrane, s’assemblent pour former, ce que les chercheurs appellent un échafaudage moléculaire, qui permet de stabiliser des nanotubes. "La façon et la position où se nucléent ces échafaudages sur les nanotubes sont influencées par la manière dont les protéines déforment la membrane localement, explique la chercheuse. Ensuite, nous avons exploré différentes compositions possibles d’échafaudage moléculaire. Ce qui nous a surpris c’est que les protéines n’ont besoin de recouvrir que 30% à 40% de la surface extérieure des nanotubes pour créer une structure rigide."

Garant d’une bonne communication au sein de l’organisme, le trafic entre cellules mais aussi au sein des cellules est perturbé dans de nombreuses pathologies et notamment dans les cellules cancéreuses. Ces moyens de communication peuvent aussi être détournés à des fins thérapeutiques, par exemple pour transporter des molécules jusqu’au noyau des cellules. Des domaines auxquels les recherches de l’équipe de Patricia Bassereau apportent un éclairage fort utile.