Chaque cellule du corps est composée d'un certain nombre de minuscules sous-unités membraneuses scellées appelées organites, et ils envoient des choses comme des lipides dans les deux sens pour permettre à la cellule de fonctionner. Un processus appelé attache membranaire est chargé de combler le fossé entre les organites dans une zone subcellulaire spécialisée appelée sites de contact membranaire et, maintenant, les chercheurs ont un moyen de manipuler ce lien.

"Pour la première fois, nous sommes capables de construire des ponts de différentes longueurs dans des cellules vivantes pour connecter des compartiments subcellulaires avec un grand contrôle temporel et spatial, " dit Yubin Zhou, Doctorat, professeur agrégé au Texas A&M Institute of Biosciences and Technology et chercheur principal sur ce travail, qui était l'article de couverture cette semaine dans le journal Sciences chimiques .

La méthode de Zhou, une variante dont il a utilisé dans des recherches antérieures pour contrôler les cellules immunitaires, s'appelle l'optogénétique, et implique l'utilisation de la lumière pour contrôler la fonction des protéines. Dans ce cas, les protéines sont les éléments constitutifs du pont entre les organites, et la longueur de ce pont, même si la différence n'est qu'en nanomètres, peut influencer le fonctionnement de la cellule car c'est sur le pont que les organites échangent des éléments constitutifs essentiels tels que les lipides et envoient des messagers tels que les ions calcium.

Lorsque ce processus est interrompu, il peut y avoir des conséquences dévastatrices comme la mort cellulaire et le dysfonctionnement métabolique. "Les outils optogénétiques développés dans l'étude pourraient être très prometteurs pour sauver ces conditions néfastes avec une simple impulsion de lumière, " a déclaré Zhou. " L'impact potentiel est susceptible d'être large et profond, en ce qu' il permet l'utilisation d'une lumière non invasive, pour la première fois, pour étudier et manipuler ces structures subcellulaires qui sont considérées comme l'une des plus difficiles et insaisissables dans les cellules de mammifères."

Bien que ces premiers travaux se soient concentrés sur la connexion entre la membrane plasmique de la cellule et un organite appelé le réticulum endoplasmique, les travaux futurs seront élargis à d'autres lieux de connexion, comme entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries.

"Ces outils fourniront aux scientifiques des potentiels inexploités pour recâbler facilement la signalisation cellulaire, contrôler les associations protéines-lipides, perturber la communication intracellulaire entre les organites et modifier le mouvement et le comportement des protéines intégrées dans les membranes biologiques, " a déclaré Zhou. " Cela ouvre de nouveaux domaines de recherche incalculables, et nous pensons que ce travail pourrait avoir de larges implications pour plusieurs disciplines. »