Pourquoi sonder le comportement mécanique d'une cellule ?

L'activité au sein d'une cellule détermine comment cette cellule fonctionne, explique le professeur Perry. "Le comportement de la matière intracellulaire est probablement aussi influent sur le comportement cellulaire que l'expression des gènes, " dit-il. Jusqu'à présent, cependant, cette danse complexe de matériel cellulaire est restée largement inexplorée. Par conséquent, les scientifiques ont pu identifier les éléments qui composent une cellule, mais pas comment l'intérieur de la cellule se comporte dans son ensemble.

« Issu d'études en biologie et embryologie, nous connaissons certaines molécules et phénomènes cellulaires, et nous avons tissé ces informations dans un récit réductionniste de la façon dont les choses fonctionnent, mais maintenant ce récit est en train de changer, " a déclaré le professeur Perry. Le récit a été écrit en grande partie par des biologistes, qui ont apporté avec eux les questions et les outils de la biologie. Ce qui manquait, c'était la physique. La physique s'interroge sur les forces qui déterminent le comportement d'une cellule, et fournit une approche descendante pour trouver la réponse.

« Nous pouvons maintenant regarder la cellule dans son ensemble, pas seulement les écrous et les boulons qui le font."

Des embryons de souris ont été choisis pour l'étude en raison de leur taille relativement importante (ils mesurent 100 microns, ou 100 millionièmes de mètre, en diamètre, par rapport à une cellule ordinaire qui n'a que 10 microns [10 millionièmes de mètre] de diamètre). Cela signifiait qu'à l'intérieur de chaque embryon, il y avait de la place pour un dispositif de suivi.

Les chercheurs ont effectué leurs mesures en examinant des enregistrements vidéo pris au microscope au fur et à mesure que l'embryon se développait. "Parfois, les appareils étaient inclinés et tordus par des forces encore plus importantes que celles à l'intérieur des cellules musculaires, " dit le professeur Perry. " A d'autres moments, les appareils ont très peu bougé, montrant que l'intérieur de la cellule était devenu calme. Il n'y avait rien d'aléatoire dans ces processus - à partir du moment où vous avez un embryon unicellulaire, tout est fait de manière prévisible. La physique est programmée."

Les résultats ajoutent à une image émergente de la biologie qui suggère que le matériel à l'intérieur d'une cellule vivante n'est pas statique, mais au lieu de cela change ses propriétés d'une manière pré-ordonnée à mesure que la cellule remplit sa fonction ou répond à l'environnement. Le travail pourrait un jour avoir des implications pour notre compréhension de la façon dont les cellules vieillissent ou cessent de fonctionner comme elles le devraient, c'est ce qui arrive dans la maladie.

L'étude est publiée cette semaine dans Matériaux naturels et impliquait un partenariat transdisciplinaire entre biologistes, scientifiques et physiciens des matériaux basés au Royaume-Uni, Espagne et USA.