À la surface de nos milliards de cellules se trouve une foule complexe de molécules qui se déplacent, se parler, se ségréger occasionnellement, et déclencher des fonctions de base allant de la sensation de douleur à la libération d'insuline.

Les structures qui organisent cet embouteillage microscopique ne sont plus invisibles, grâce aux chercheurs de la Colorado State University. Une équipe multidisciplinaire de biophysiciens et de biochimistes à molécule unique a mis en lumière un processus cellulaire longtemps obscurci :la relation d'une membrane cellulaire de mammifère avec un échafaudage en dessous, le cytosquelette d'actine corticale. Pour la première fois, l'équipe du CSU a observé en temps réel ce cytosquelette agissant comme une barrière organisant les protéines à la surface de la cellule, jouer efficacement aux agents de la circulation sur les activités membranaires de la cellule.

La visualisation et l'analyse révolutionnaires de ce processus biologique le plus fondamental - comment une membrane cellulaire interagit avec son environnement intracellulaire et contrôle les fonctions cellulaires - a été réalisée conjointement par les laboratoires de Diego Krapf, professeur agrégé de génie électrique et informatique et de génie biomédical, et Michael Tamkun, professeur de sciences biomédicales au Collège de médecine vétérinaire et de sciences biomédicales, et de biochimie, au Collège des sciences naturelles. L'étude des chercheurs paraîtra dans un prochain numéro de Examen physique X , avec le premier auteur Sanaz Sadegh, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Krapf.

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé une puissante technologie d'imagerie à superrésolution appelée microscopie de localisation photoactivée (PALM), lequel, en contournant la limite naturelle de diffraction de la lumière, permet aux scientifiques de prendre des photos et des vidéos nettes de processus biologiques à l'échelle nanométrique. La microscopie à superrésolution a fait l'objet du prix Nobel de chimie 2014.

Les chercheurs du CSU se sont concentrés sur les mouvements des canaux ioniques potassiques, un type de protéine essentielle aux fonctions cellulaires à la surface cellulaire, et comment ces canaux ioniques interagissent avec le cytosquelette d'actine cortical. Le cytosquelette est un réseau de filaments ressemblant à une toile d'araignée juste sous la membrane cellulaire qui donne à la cellule une partie de sa forme et de sa structure. Les scientifiques avaient précédemment émis l'hypothèse que le cytosquelette jouait un rôle essentiel en aidant les protéines membranaires qui parsèment la surface cellulaire à s'organiser et à transmettre des signaux pour maintenir la cellule en bonne santé et fonctionnelle. Mais capturer visuellement cette interaction actine-protéine dans des cellules vivantes avait été impossible.