Des chercheurs de l'EMBL Heidelberg ont montré que la transition du liquide au solide est importante pour la fonction des organites sans membrane.

Le terme "transition de phase" pourrait initialement évoquer des images de fonte de glace ou de vapeur d'eau se condensant sur un verre froid. En biologie, la transition de phase joue un rôle dans des processus tels que la formation de la bicouche lipidique ou la démixtion spontanée des gouttelettes de protéines. Dans un article récent publié dans Cell , les groupes Ephrussi et Mahamid de l'EMBL Heidelberg ont maintenant montré comment les transitions de phase dans les gouttelettes de protéine-ARN peuvent influencer leur fonction biologique.

Afin de réguler les nombreuses fonctions cellulaires au sein d'un organisme, les processus biochimiques au sein des cellules individuelles doivent être régulés avec précision dans le temps et dans l'espace. Alors que les organites comme le noyau ou le réticulum endoplasmique sont entourés de membranes et séparent ainsi physiquement certaines réactions et processus des autres, l'espace cellulaire contient également une classe différente d'organites sans membranes, appelées condensats. Comme leurs homologues liés à la membrane, les condensats contrôlent des fonctions spécifiques au sein d'une cellule.

Dans leur dernière étude, les scientifiques de l'EMBL se sont concentrés sur un ARNm spécifique, oskar, et son rôle dans le développement de l'embryon chez l'organisme modèle Drosophila melanogaster (mouche des fruits). Dans l'œuf de mouche des fruits en développement, l'ARNm d'oskar doit se localiser à une position spécifique dans la cellule pour jeter les bases du développement du futur embryon. L'ARNm d'oskar se trouve dans les granules de ribonucléoprotéine (RNP) qui contiennent des protéines liées à l'ARN. Il s'agit d'un exemple de condensats sans membrane. Ce que les chercheurs de l'EMBL ont maintenant pu montrer, c'est que ces granules ont des propriétés de type solide dans l'œuf de mouche des fruits en développement.

"Les condensats sont généralement considérés comme des liquides. Mais nous avons constaté qu'un état solide de granules de RNP d'oskar est crucial pour la localisation et la fonction de l'ARNm d'oskar", a expliqué Mainak Bose, postdoc dans les groupes Ephrussi et Mahamid et premier auteur de l'étude. "Lorsque nous avons modifié génétiquement les granules des ovocytes de drosophile pour qu'ils ressemblent à des liquides, cela a entraîné une multitude de défauts dans les embryons en développement."

These findings demonstrate the importance of the physical properties of condensates for their physiological functions, something that was until now believed to be governed by their biochemical properties alone. "Our work highlights how interactions and properties at the molecular level govern the biophysical properties and functions of condensates on the cellular and even organismal scale," concluded Bose. + Explorer plus loin

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