Depuis des années, les scientifiques tentent de comprendre comment les moteurs moléculaires, qui « entraînent » les filaments, sont capables de déplacer la cargaison cellulaire le long du cytosquelette. Cependant, l’organisation et la régulation de ces structures filamenteuses elles-mêmes n’ont pas été bien comprises.
Des scientifiques de l'Institut national de la santé infantile et du développement humain (NICHD), qui fait partie des National Institutes of Health, et leurs collaborateurs ont découvert que le cytosquelette n'est pas une structure statique et immobile, comme on le croyait largement. Au lieu de cela, le cytosquelette subit des changements dynamiques qui permettent à la cellule de s’adapter à son environnement en constante évolution. Les chercheurs ont également découvert qu’un complexe de molécules appelé cortex d’actomyosine (AC) initie les changements mécaniques qui conduisent au réarrangement du cytosquelette et au mouvement cellulaire.
« Les filaments du cytosquelette subissent des changements dynamiques, entraînés par le courant alternatif, qui contrôlent la forme, le mouvement et la division des cellules », a déclaré le Dr Franck Perez, chercheur principal. « Cette découverte change la façon traditionnelle dont les scientifiques envisagent le cytosquelette et a des implications pour la compréhension de la migration cellulaire et de la manière dont le cytosquelette contribue aux maladies humaines. »
L’équipe de recherche a utilisé l’imagerie de pointe pour examiner des embryons de poisson zèbre vivants en trois dimensions afin de découvrir la nature dynamique du cytosquelette et la fonction de l’AC. Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans la revue Developmental Cell.
L’équipe du NICHD a choisi d’examiner le cytosquelette des embryons de poisson zèbre car les cellules subissent des mouvements rapides et étendus au cours du développement. Ils se sont concentrés sur l’AC, un réseau de filaments d’actine regroupés et de protéines motrices de myosine situés sous la membrane cellulaire. Le courant alternatif se contracte pour entraîner mécaniquement les changements de forme des cellules. À l’aide de techniques de microscopie avancées, l’équipe a imagé des embryons de poisson zèbre exprimant des étiquettes fluorescentes génétiquement codées qui se lient spécifiquement à l’AC.
L’équipe a découvert que le cytosquelette et l’AC sont interconnectés et agissent comme un « cytosquelette unifié ». L'AC contrôle la tension cellulaire, qui entraîne le réarrangement du cytosquelette et le mouvement cellulaire. Ces découvertes fournissent un nouveau cadre pour comprendre comment les cellules réalisent des mouvements dirigés et subissent des changements de forme.
"Le cytosquelette n'est pas seulement responsable du mouvement cellulaire, mais pilote également les mouvements au niveau des tissus et le développement des organes au cours de l'embryogenèse", a déclaré le Dr Perez. "La dynamique cytosquelettique dérégulée contribue aux maladies neurodéveloppementales, ainsi qu'au cancer et à d'autres troubles humains, soulignant les implications cliniques potentielles de nos découvertes."
