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Actualité de l'ENS de Lyon

Comment une cellule développe sa forme

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Actualité
 

Publication dans Developmental Cell

par l'équipe d'Arezki Boudaoud RDP/LJC

Images de microscopie confocale de spores de levures à différents instants de leur développement, illustrant les changement de formes, de tailles et d’organisation internes marquant les étapes de l'éveil des spores germinantes. Le marquage rouge vient de protéines fluorescentes rouges attachées à une protéine de la membrane plasmique ; le marquage vert vient de protéines fluorescentes vertes attachées à la tubuline assemblée sous forme de long filaments appelés microtubules (tub-GFP); et à la surface du noyau.
Nos cellules possèdent des formes très diverses qui sont souvent essentielles pour leur fonctions. L’une des questions essentielles en biologie est de comprendre comment une cellule définit et maintient sa forme. Un travail pluridisciplinaire, publié dans la revue Developmental Cell, apporte une série de réponses nouvelles à cette question clé et démontre qu'un couplage entre biochimie et biomécanique de la cellule est au cœur des changements de formes cellulaires. Ce travail qui est le fruit d’une collaboration entre l’équipe d’Arezki Boudaoud au laboratoire Reproduction et développement des plantes (RDP) et au LJC (CNRS/ENS Lyon/INRA/Université de Lyon 1) et l’équipe de Nicolas Minc à l’Institut Jacques Monod (CNRS/Université Paris Diderot) porte sur le développement de spores chez la levure fissipare.
Ce travail pluridisciplinaire, qui porte sur le développement de spores chez la levure fissipare, apporte une série de réponses nouvelles à cette question clé et démontre qu'un couplage entre biochimie et biomécanique de la cellule est au cœur des changements de forme cellulaire. Cette levure, de taille micrométrique, est un excellent modèle pour approcher les questions de forme et d’organisation spatiale, car elle grandit en forme de bâtonnet et se divise exactement au milieu. De plus, la génétique permet de créer des mutants qui ont des formes anormales, apportant une information précieuse sur le contrôle moléculaire de la forme cellulaire. Certains mutants sont ronds, d’autres tordus, ou encore forment des branches perpendiculaires à l’axe principal. Lorsque les nutriments viennent à manquer, ces cellules se transforment en  spores, comme le font les champignons ou les bactéries. Les spores sont rondes, symétriques et dormantes, et revêtues d’une coquille très rigide qui leur permet de résister à des conditions drastiques pendant des semaines ou des années. (...)
Lire l'intégralité de l'article sur le site de l'Institut des sciences biologiques du CNRS.

Les formes de nos cellules


Nos cellules possèdent des formes très diverses qui sont souvent essentielles pour leur fonctions. Par exemple, nos neurones croissent dans des directions polarisées, formant de longs filaments nécessaires à la propagation de l’information nerveuse. Les cellules épithéliales qui composent l’enveloppe de nos organes, ont en revanche, des formes cubiques, rectangulaires ou aplaties, qui leur permettent d’assembler une barrière compacte protégeant les compartiments internes. De manière assez peu surprenante, de nombreuses maladies ont été associées à des défauts de forme ou d’organisation spatiale cellulaire. Les cellules métastatiques dans la plupart des cancers sont, par exemple, caractérisées par des changements drastiques de forme et de modes de migration qui leur permettent de naviguer vers des tissus secondaires. La drépanocytose est typiquement caractérisée par des anomalies de forme des globules rouges. De nombreuses formes de polykystose rénale sont associées à des défauts morphogénétiques de cellules épithéliales. L’une des questions essentielles en biologie, qui a attiré l’attention de nombreuses générations de chercheurs, est de comprendre comment une cellule définit et maintient sa forme.

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