De nouveaux travaux de l'Université de Warwick montrent comment un système « chemin de fer » microscopique dans nos cellules peut optimiser sa structure pour mieux répondre aux besoins des corps.

Les travaux ont été menés par le professeur Robert Cross, directeur du centre de biologie cellulaire mécanochimique de la Warwick Medical School et chef du laboratoire Cross.

Son équipe basée à la Warwick Medical School a étudié comment les microtubules « voies ferrées » à l'intérieur des cellules sont construites. Presque chaque cellule de notre corps contient un réseau « ferroviaire », un système de minuscules pistes appelées microtubules qui relient des destinations importantes à l'intérieur de la cellule. L'équipe du professeur Cross a découvert que le système de rails de microtubules à l'intérieur des cellules peut ajuster sa propre stabilité selon qu'il est utilisé ou non.

Le professeur Cross a déclaré:"Les pistes de microtubules du chemin de fer cellulaire sont presque inimaginablement petites - à peine 25 nanomètres de diamètre (un nanomètre étant un millionième de millimètre). Le chemin de fer est tout aussi crucial pour une cellule bien gérée qu'un chemin de fer de grande taille. est à un pays bien géré. Pour les cellules et pour les pays, le problème est à peu près le même - comment faire fonctionner un meilleur chemin de fer ? »

"Imaginez si les voies d'un vrai chemin de fer pouvaient se demander, « Suis-je utile ? » Découvrir, ils vérifiaient la fréquence à laquelle une locomotive de chemin de fer passait devant eux.

"Il s'avère que les voies ferrées des microtubules à l'intérieur des cellules peuvent faire exactement cela - elles vérifient si elles sont ou non en contact avec de minuscules moteurs de chemin de fer (appelés kinésines). Si c'est le cas, alors ils restent stablement en place. S'ils ne le sont pas, ils se démontent. Nous pensons que cela permet aux sections de rail de microtubules d'être recyclées pour construire de nouveaux rails plus utiles ailleurs dans la cellule. »

Le papier, 'Kinesin expands and stabiliss the GDP-microtubule lattice' publié (12 mars 2018) dans Nature Nanotechnologie , montre que lorsque les moteurs ferroviaires à kinésine entrent en contact avec leurs rails de microtubules, ils changent subtilement de structure, produisant un très léger allongement qui stabilise le rail.

À l'aide d'un microscope construit sur mesure, le microscope open source de Warwick, les chercheurs qui sont également basés au Warwick Systems Biology Center and Mathematics Institute, Université de Warwick, a détecté une augmentation de 1,6 % de la longueur des microtubules attachés aux kinésines, avec une augmentation de 200 fois de leur durée de vie.

En révélant comment les microtubules sont stabilisés et déstabilisés, l'équipe espère jeter un nouvel éclairage sur le fonctionnement d'un certain nombre de maladies humaines (par exemple Alzheimer), qui est liée à des anomalies de la fonction des microtubules. Ils espèrent également que leur travail pourra finalement conduire à une meilleure thérapie contre le cancer parce que le chemin de fer est si vital (par exemple pour la division cellulaire), car ses traces de microtubules sont une cible clé pour les médicaments anticancéreux tels que le Taxol. La manière exacte dont Taxol stabilise les microtubules dans les cellules reste mal comprise.

Le professeur Cross a ajouté :« Nos nouveaux travaux montrent que les moteurs ferroviaires à kinésine stabilisent les microtubules à la manière du Taxol. Nous devons comprendre autant que possible comment les microtubules peuvent être stabilisés et déstabilisés. pour ouvrir et éclairer la voie à des thérapies améliorées."