BIOLOGIE CELLULAIRE: L'endocytose ou le yoga de nos cellules enfin décrypté

Malgré des décennies de recherche, les scientifiques n'avaient pas entièrement compris ce processus de remodelage de la membrane cellulaire. Cette étude internationale révèle, à l'échelle nanométrique, comment différentes molécules vont travailler ensemble pendant l'endocytose pour permettre ce transport de molécules vers l'intérieur de la cellule. Le Pr Joshua Zimmerberg, MD, Ph.D., directeur du programme de biologie physique à l'Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health et Human Development (NICHD-NIH) explique que «c'est l'aboutissement de 30 années de recherche ». «Nous avons découvert un procédé de base utilisé par chaque cellule du corps ». Au cœur de processus de l'endocytose, la dynamine, une protéine cytoplasmique qui va d'abord compresser la membrane cellulaire pour créer des structures vésiculaires puis rompre la membrane pour libérer ces structures. Si les scientifiques savaient depuis des années que la dynamine joue un rôle majeur dans l'endocytose, ils montrent ici que d'autres molécules appelées protéines d'enveloppe vont pincer la membrane de la cellule pour former un sac replié sur lui-même, la dynamine va s'enrouler autour du nœud du sac et le serrer très fort. Une décharge d'énergie produite par une molécule appelée « GTP » va obturer la membrane externe de la cellule pour former une vésicule étanche. La cellule surmonte un obstacle apparemment insurmontable pour accomplir cet exploit, grâce à ce que les chercheurs désignent ici comme la coopération cellulaire. Car le nœud commence à s'exécuter lorsque la dynamine plonge légèrement dans la membrane cellulaire pliable puis les molécules de lipides présentent dans la membrane se déplacent sur le côté, pour accueillir la protéine, créant un encombrement moléculaire qui va contribuer au pli de la membrane, la molécule GTP finit le travail. « Comme un professeur de yoga », GTP encourage la membrane à se détendre et dès qu'elle est en état de relaxation, la vésicule se referme brusquement. Les chercheurs constatent que, sans GTP, la dynamine pourrait continuer à s'exprimer, se tordant alors 3 ou 4 fois autour du nœud de la vésicule. Mais quand GTP « veille », la dynamine ne s'enroule qu'une ou 2 fois pour fermer la vésicule. Un processus essentiel à la vie : Ces informations quoiqu'un peu techniques, aident les scientifiques à mieux comprendre un processus essentiel à la vie. Car des défauts génétiques dans l'endocytose et son processus inverse, l'exocytose sont liés à un grand nombre de maladies humaines, dont la dystrophie musculaire, la maladie d'Alzheimer, la leucémie et d'autres. En outre, certains parasites et autres agents pathogènes peuvent détourner l'endocytose, en réquisitionnant le processus pour pénétrer et infecter les cellules hôtes. C'est donc une découverte essentielle pour la recherche clinique autant que fondamentale. Source: Science 22 March 2013 DOI: 10.1126/science.1233920 Geometric Catalysis of Membrane Fission Driven by Flexible Dynamin Rings (Visuel « Première image, la protéine dynamine compresse la membrane cellulaire pour créer deux structures vésiculaires (en bas à droite). Seconde image, quelques secondes plus tard la dynamine a rompu la membrane pour libérer ces structures »- Illustration Endocytose@ National Institute of Child Health & Human Development, NIH)