Nouvelles connaissances sur la manière dont la forme cellulaire influence les taux de transport des protéines

Lorsqu’une cellule s’étend ou change de forme pour s’adapter à son environnement, la vitesse de transport des protéines entre le noyau et le cytoplasme change. Auparavant, les scientifiques supposaient que ce changement était dû à un changement dans la taille des pores de l'enveloppe nucléaire ; cependant, des recherches récentes ont découvert une autre explication.

Des chercheurs de Sanford Research et de l'Université Texas A&M ont découvert que la modulation cellulaire et la propagation cellulaire affectent indirectement le taux de transport nucléocytoplasmique (NCT) en modifiant la disponibilité du guanosine triphosphate (GTP), une molécule utilisée pour contrôler les enzymes qui régulent le NCT.

La recherche a été publiée dans le Journal de biologie cellulaire.

“Nous révélons les secrets jusqu'ici cachés de la fonction cellulaire”, a déclaré le Dr Tanmay Lele, co-auteur et professeur Unocal aux départements de génie biomédical et de génie chimique de Texas A&M.

Pour la première fois, les chercheurs ont documenté que les niveaux de GTP sont modifiés par la forme des cellules, ce qui modifie à son tour le taux de transport des protéines et de l'ARN entre le noyau et le cytoplasme.

“Nous avons constaté que les conditions favorisant la propagation des cellules ralentissent le transport, tandis que celles favorisant l'arrondi des cellules accélèrent le taux de transport”, a déclaré Lele.

Bien qu'un taux de NCT modifié soit normal pour la régulation, une perturbation excessive peut interférer avec la fonction cellulaire et avoir un impact sur des processus tels que l'expression des gènes et la synthèse des protéines, bien que l'impact total soit encore inconnu.

“Notre découverte selon laquelle les taux de NCT sont régulés par des fluctuations naturelles de la disponibilité du GTP suggère que toute condition qui altère la bioénergétique cellulaire, comme le cancer, peut également modifier le taux de ce transport et indiquer un rôle dans la pathologie de la maladie qui pourrait être ciblé thérapeutiquement”, a déclaré Lele.

Selon Lele, cette recherche s'appuie sur une découverte du Dr Kyle Roux, scientifique du groupe Enabling Technologies de Sanford Research, selon laquelle la modification des forces cellulaires a modifié le taux de NCT, et sur l'intérêt de Lele pour la façon dont les cellules détectent et réagissent aux entrées mécaniques. Les prochaines étapes pour Lele comprennent une exploration plus approfondie de la manière dont la forme cellulaire influence les processus cellulaires.

“Dans quelle mesure ce mécanisme influence-t-il des processus cellulaires clés comme la prolifération ou la différenciation ? Dans quelle mesure sont-ils modifiés en cas de cancer ou d'autres maladies humaines ?” il demande. “La grande quête consiste désormais à comprendre pleinement les implications biologiques du transport régulé par la forme des cellules.”