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L’hypertension artérielle, l’inflammation et la sensation de douleur peuvent dépendre en partie de minuscules trous à la surface des cellules, lesquels sont appelés des pores. Les cellules vivantes réagissent à l’environnement en laissant de l’eau et d’autres molécules traverser la membrane superficielle de la cellule. Ces pores à base de protéines contrôlent ce flux.

Des trous «invisibles» appelés pannexinnes

Un ensemble de pores, appelés pannexins, sont comme de minuscules « trous noirs » de la biologie; leur existence a été confirmée par des preuves informatiques et fonctionnelles, mais jusqu’à très récemment, elles n’ont jamais été réellement vues. Ils aident les cellules à communiquer avec leur environnement et à y réagir, mais tant que les scientifiques ne voient pas à quoi ils ressemblent, il est difficile de savoir comment ils fonctionnent.
Maintenant, une équipe de chercheurs du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) et de l’Université Cornell ont développé des images à très haute résolution de ces structures insaisissables. « Nous savions tous que ces pores devaient exister, mais il y avait un certaint mystère à propos des pannexines », a déclaré le chercheur postdoctoral Kevin Michalski, qui a codirigé ce projet. « Sans images, il a été vraiment difficile de comprendre exactement ce que font ces pores. »

Des images de ces pores

Michalski a passé plus de six ans à essayer d’obtenir une image claire des pannexines. « J’avais passé si longtemps à essayer de mettre en place des expériences sans vraiment pouvoir voir avec quoi je travaillais. C’est ce qui rend cela si intéressant », a expliqué Michalski. « Pour la première fois, nous pouvons voir cette structure détaillée – ce sont toutes de nouvelles informations. »

Michalski et Johanna Syrjanen, également du laboratoire Furukawa de la CSHL, ont collaboré avec le laboratoire Kawate de l’Université Cornell. Ils ont utilisé une technique appelée microscopie cryoélectronique (cryo-EM) pour capturer un demi-million d’images d’un pore de pannexine, appelé «pannexine 1», sous de nombreux angles différents. Ils ont ensuite fusionné les images pour former un modèle tridimensionnel. La pannexin 1 est composée de sept protéines identiques dans un anneau en forme de beignet autour d’un pore central.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que la pannexine 1 est responsable de la libération des signaux qui déclenchent l’autodestruction d’une cellule défaillante. Ces signaux incitent les macrophages à détruire des cellules malades, ouvrant ainsi la voie à la croissance de nouvelles cellules. Sans le remplacement des cellules malades par de nouvelles cellules, les organismes vieillissent.
« Mais ce qui est intéressant, c’est que même les cellules qui ne passent pas par ce processus d’autodestruction peuvent avoir des pannexines », a déclaré Michalski. « Cela signifie qu’il doit y avoir d’autres mécanismes importants que ces pores exécutent. »

Ces pores contrueraient à certaines maladies

« La façon dont la pannexin 1 est façonnée sur une cellule est différente d’un autre type de pore que mon laboratoire a récemment révélé », a ajouté le professeur Hiro Furukawa, qui a supervisé cette recherche. « Il semble qu’il y ait plusieurs types de pores que les scientifiques ne l’avaient prévu à l’origine. Comment et quand ils s’ouvrent et se ferment sont des questions importantes à explorer. »
Le flux d’eau, de sels et d’autres molécules dans une cellule à travers un pore régulent la taille de la cellule. Les cellules qui régulent mal leur taille ou leur débit d’eau peuvent contribuer à l’hypertension artérielle, à la douleur et à l’inflammation. On pense également que les pannexines permettent à des molécules beaucoup plus grandes de passer à travers leurs pores. Comprendre comment les molécules négocient leur chemin à travers ces pannexins pourrait mener à de nouvelles classes de médicaments.
Cette recherche a été publiée dans eLife.
Source : Cold Spring Harbor Laboratory
Crédit photo : Pixabay

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