Rendu artistique en 3D d'une plaque précordale de poisson zèbre, montrant des cellules progénitrices soit formant un amas compact et se différenciant en cellules de la plaque préchordale, soit quittant l'amas et se différenciant en endoderme. Crédit :Vanessa Barone / IST Autriche
L'humain moyen a environ 37,2 billions de cellules. Mais les cellules sont différenciées pour des milliers de fonctions différentes. Comment une cellule « sait-elle » quelle fonction remplir ? Dans un article publié aujourd'hui dans Cellule de développement , le groupe de Carl-Philipp Heisenberg à l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), y compris le premier auteur et le doctorat. étudiante Vanessa Barone, met en lumière la façon dont le destin d'une cellule est déterminé. Pour la première fois, ils rapportent une boucle de rétroaction positive entre la durée des contacts cellule-cellule et la spécification de la fonction d'une cellule.
Les cellules ne sont pas simplement assises passivement les unes à côté des autres. Au lieu, les cellules voisines peuvent former des contacts les uns avec les autres - des connexions de différentes tailles, la force et la durée qui s'étendent d'une cellule à l'autre. Heisenberg et son groupe ont utilisé le poisson zèbre pour déterminer si la signalisation entre les cellules et la formation de contact cellule-cellule s'affectent mutuellement, et influencer la façon dont le destin d'une cellule est déterminé.
Les chercheurs ont examiné les cellules progénitrices dans le mésendoderme axial antérieur en formation qui donnent naissance au mésoderme de la tête ou à l'endoderme de l'embryon en développement. Dans ce système, les auteurs ont identifié une boucle de rétroaction positive entre la formation de contact cellule-cellule et la spécification du destin cellulaire :lorsque les cellules progénitrices du mésendoderme forment des contacts cellule-cellule de longue durée, ils deviennent des types de cellules du mésoderme de la tête, tandis que des contacts de courte durée entraînent des types de cellules endodermiques.
La formation de contact cellule-cellule et la spécification du destin cellulaire se favorisent mutuellement par la formation de contact déclenchant une signalisation cellule-cellule élevée médiée par Nodal/TGFβ, requis pour la spécification et la différenciation du devenir des cellules du mésoderme de la tête ; signalisation nodale, à son tour, favorise la formation du contact cellule-cellule. Les auteurs ont ainsi identifié la durée de contact cellule-cellule (par opposition, par exemple, au nombre ou à la taille des contacts cellule-cellule) comme une caractéristique clé du contrôle du niveau de signalisation cellule-cellule déterminant les décisions binaires concernant le destin des cellules au cours du développement embryonnaire.