Les cellules prennent constamment des décisions qui conduisent à la différenciation. Par exemple, les cellules d'un embryon prennent une série de décisions qui déterminent si elles deviendront des neurones dans certains cas et des cellules musculaires dans d'autres. Comment les cellules prennent-elles ces décisions ?

Des chercheurs de la Texas A&M University et de la North Carolina State University déterminent comment les cellules facilitent les processus de prise de décision. Grâce à ces travaux, ils espèrent mesurer avec précision les concentrations de protéines de signalisation vitales spécifiques dans les tissus cellulaires. De plus, ils utiliseront les mesures pour développer des modèles mathématiques capables de prédire et de contrôler la différenciation cellulaire.

Cette étude a été récemment publiée dans ACS Omega .

"Nous voulons comprendre les décisions de différenciation, afin de pouvoir les exploiter", a déclaré le Dr Gregory Reeves, professeur agrégé au département de génie chimique Artie McFerrin de Texas A&M. "Nous sommes des outils d'ingénierie pour comprendre la différenciation cellulaire et décrire les processus à l'aide d'équations. Pour accomplir ces tâches, nous devons comprendre les concentrations des protéines dans les tissus vivants."

Cependant, la détermination des concentrations de protéines de signalisation clés peut être extrêmement difficile. Pour lutter contre ce problème, Reeves a collaboré avec des chercheurs de la North Carolina State University qui ont utilisé un cadre expérimental et analytique pour développer des tests de mélange et de lecture. Les tests de mélange et de lecture signifient que les réactifs critiques sont placés en combinaison avec une cellule lysée, permettant la détection de la luminescence si la protéine cible est présente.

Les chercheurs ont ensuite utilisé une technique d'ingénierie des protéines pour créer deux protéines qui se lient fortement à une protéine cible, dans ce cas, le lysozyme. Ces deux liants protéiques sont fusionnés à deux moitiés de luciférase, une enzyme qui crée la bioluminescence, comme vous le verriez chez une luciole.

"Lorsque la protéine cible est liée par les deux liants protéiques modifiés, elle rassemble les deux moitiés de la luciférase pour créer une bioluminescence, que nous pouvons utiliser pour prendre des mesures", a déclaré Reeves.

Les chercheurs du laboratoire de Reeves ont analysé un modèle mathématique de cette méthode pour prédire la quantité de bioluminescence résultant des événements de liaison, leur permettant de déterminer la sensibilité du test. Ceci, à son tour, aidera les chercheurs à mieux comprendre comment et pourquoi les cellules prennent des décisions de différenciation.

Les impacts plus larges de cette étude incluent l'utilisation de cette technique pour détecter la présence de protéines cibles, telles que des anticorps ou des marqueurs de cancer régulés positivement, dans un lysat cellulaire.

"D'autres applications, que nous utiliserons dans mon laboratoire, nous permettent notamment de mesurer proprement certaines protéines qui ne pouvaient pas être mesurées auparavant dans des tissus vivants", a déclaré Reeves.

Les chercheurs espèrent également appliquer davantage ces méthodes à d'autres classes de molécules difficiles à détecter dans les tissus vivants, comme l'ARNm.

Ce travail est en collaboration avec l'auteur principal Nikki McArthur, aux côtés du Dr Balaji Rao, du Dr Carlos Cruz-Teran et d'Apoorva Thatavarty du Département de génie chimique et biomoléculaire de la North Carolina State University. + Explorer plus loin

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