Gouttelettes lipidiques :elles ont longtemps été considérées simplement comme des gouttes de graisse informes à partir desquelles les pneus de rechange et les dessus de muffins étaient fabriqués. Mais ces jours-ci, ils sont "un domaine de recherche vraiment chaud, " dit Michael Welte, professeur et titulaire de la chaire de biologie à l'Université de Rochester.

C'est en partie parce que les gouttelettes lipidiques jouent un rôle essentiel dans les cycles de vie de certaines protéines impliquées dans l'expression des gènes. Maintenant, une étude de Welte et de ses collègues, publié dans la revue eLife , décrit comment les gouttelettes lipidiques régulent ces protéines. La recherche a des implications pour comprendre ce qui aide les embryons à survivre et pourrait nous amener à reconsidérer notre vision des maladies liées aux lipides comme l'obésité.

Au-delà du stockage des graisses

Vous ne le savez peut-être pas, mais chaque fois que vous mangez du fromage, crème glacée, ou yaourt, vous ingérez également des gouttelettes lipidiques microscopiques.

"Les cellules de la glande mammaire qui fabriquent le lait produisent beaucoup de gouttelettes lipidiques et les sécrètent ensuite, " dit Welte. " Tout produit laitier ou produit animal que nous consommons est plein de gouttelettes lipidiques. "

Les gouttelettes lipidiques remplissent des fonctions dans diverses parties du corps humain :dans le foie, ils stockent la vitamine A; dans la rétine de l'œil, ils aident à stocker le pigment que les cellules utilisent pour reconnaître la lumière. Ils sont même dans les glandes sébacées, qui font la matière grasse qui recouvre nos cheveux et notre peau.

Mais les gouttelettes lipidiques ne sont pas que des amas graisseux. Selon Welte, des recherches récentes ont révélé que les gouttelettes lipidiques ont trois fonctions principales au-delà de leur rôle dans le stockage des graisses :

1. Maturation :Certaines protéines, quand ils sont faits pour la première fois, ont besoin de gouttelettes lipidiques pour atteindre leur forme mature.
2. Décomposition :Les gouttelettes lipidiques gardent certaines protéines à l'écart lorsque les protéines sont endommagées ou obsolètes mais ne sont pas encore détruites.
3. Stockage :Les gouttelettes lipidiques agissent comme unités de stockage pour diverses protéines, les protéines sont donc séquestrées jusqu'à ce qu'elles soient nécessaires ailleurs dans la cellule.

« Pacemakers » pour les histones

La recherche actuelle de Welte utilise des embryons de mouches des fruits pour étudier comment les gouttelettes lipidiques influencent un ensemble particulier de protéines appelées histones. Les histones sont présentes dans de nombreux organismes, de la levure aux mouches des fruits en passant par l'homme, et sont responsables de l'emballage de longs brins d'ADN afin que l'ADN s'insère dans le noyau d'une cellule. Les embryons de mouches des fruits sont idéaux à étudier car ils dupliquent leur ADN environ toutes les 10 minutes, et, par conséquent, besoin de grandes quantités d'histones.

Les histones sont essentielles à la vie de la plupart des organismes "parce qu'elles contrôlent tout dans le noyau et emballent l'ADN pour réguler l'expression des gènes, " Welte dit. " Si nous avons la mauvaise quantité d'histones - trop ou trop peu - il y aura des défauts généralisés. "

S'il y a trop peu d'histones, des gènes pourraient être exprimés alors qu'ils ne devraient pas l'être. Un trop grand nombre d'histones peut amener les cellules à avoir du mal à diviser leurs chromosomes.

Welte a découvert que les gouttelettes lipidiques jouent un rôle important dans la régulation d'une histone particulière appelée H2Av. Une mère mouche produit d'énormes quantités d'histones, qui sont ensuite transférés dans ses ovules afin que l'ADN d'un embryon puisse être emballé au fur et à mesure que l'embryon se développe et fabrique plus de cellules. Agissant comme des stimulateurs cardiaques, les gouttelettes lipidiques régulent la vitesse à laquelle le H2Av pénètre dans le noyau d'une cellule en stockant le H2Av jusqu'à ce que le noyau en ait besoin.

Les chercheurs ont utilisé une microscopie sophistiquée pour observer exactement comment les gouttelettes lipidiques empêchent le H2Av d'entrer. Welte et ses collègues ont découvert, à leur grande surprise, que la fonction de stockage n'est pas statique - les histones ne restent pas sur les gouttelettes tout le temps. Au lieu, les molécules H2Av sont constamment mélangées entre les gouttelettes lipidiques. L'échange permet à l'embryon de mouche des fruits d'avoir toujours du H2Av libre disponible pour le transport dans le noyau cellulaire, mais en même temps maintient la concentration de H2Av libre à un niveau bas afin qu'il soit transporté vers le noyau à un rythme plus lent, un rythme plus synchronisé avec la vitesse de synthèse de l'ADN.

Les chercheurs ont également montré que la fonction de régulation est désactivée dans l'embryon de mouche des fruits une fois que l'embryon atteint un stade particulier, indiquant que les cellules peuvent contrôler quand utiliser la fonction de gestion des protéines des gouttelettes lipidiques.

Survie de l'embryon et maladies liées aux lipides

L'identification de ces fonctions des gouttelettes lipidiques permet aux chercheurs de mieux comprendre comment les embryons se développent et survivent :sans gouttelettes lipidiques régulant le H2Av, les embryons peuvent être compromis.

Ce que nous savons maintenant des diverses fonctions des gouttelettes lipidiques signifie également que les chercheurs doivent tenir compte de ces facteurs lorsqu'ils examinent les effets de l'obésité. Les gouttelettes lipidiques sont dysfonctionnelles dans des états pathologiques comme l'obésité (trop de gouttelettes lipidiques) ou les lipodystrophies (trop peu de gouttelettes lipidiques), dit Welte. « La cause de ces maladies – trop ou trop peu de graisses – est liée à la quantité de lipides dont vous disposez. Nos travaux suggèrent que lorsque l'on examine ces états pathologiques, les gens doivent aussi regarder ce qui arrive aux protéines, parce que ces gouttelettes de lipides ont cette deuxième fonction au-delà de la manipulation des graisses."