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Les processus et la dynamique de développement cellulaire

Durant le développement, diverses voies de signalisation sont activées ou inhibées, contrôlant ainsi la différenciation des cellules dans le temps et dans l'espace. Une étude financée par l'UE s'est penchée sur les relations entre la signalisation et la morphologie des cellules, en déterminant les décisions de devenir cellulaire.
Les processus et la dynamique de développement cellulaire
Le projet MORPHO-SIGNALING (Quantitative analysis of the interplay between cellular signaling and cell morphology during development), financé par l'UE, a étudié la voie de signalisation Notch. Essentielle au système de signalisation dans les organismes multicellulaires, cette dernière joue un rôle important dans la génération d'un destin cellulaire unique entre les groupes de cellules initialement identiques. La voie marque ensuite les régions voisines dans les tissus en développement.

Les chercheurs ont donc conçu plusieurs techniques à base de fluorescence, pour étudier les propriétés biophysiques des récepteurs et des ligands Notch, ainsi que leur interaction avec les cellules voisines. Ils ont observé les interactions entre cellules en utilisant une technologie de micro-configuration et de microscopie par intervalles.

Les résultats ont indiqué que l'amplitude de transmission de signaux est proportionnelle à la zone de contact entre celles-ci. Les modèles mathématiques ont montré que cette relation peut fortement influencer la sélection des cellules différenciées dans l'inhibition latérale. Cette dernière est un processus typique de la signalisation Notch selon laquelle les cellules voisines ne sont pas transformées en types cellulaires spécifiques.

Les tests d'imagerie vive ont été utilisés pour mesurer la diffusion des protéines Delta-like 1 dans les cellules des mammifères. En tant qu'homologue du ligand Notch/Delta, elle gère les décisions de destin cellulaire. Les chercheurs ont utilisé un modèle de réaction-diffusion pour montrer comment la dynamique des membranes et la morphologie cellulaire affectent la signalisation entre cellules. Les différences de vitesse de diffusion ont considérablement influencé cette dernière, notamment lorsque les zones de contact étaient plus petites.

Les outils expérimentaux du projet MORPHO-SIGNALING ont apporté d'importantes informations sur l'influence réciproque de la signalisation et de la morphologie des cellules durant le développement. Ils apporteront aussi des détails sans précédent sur la voie Notch, comme la cinétique récepteur-ligand et l'activité spatio-temporelle durant le développement.

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Mots-clés

Développement cellulaire, signalisation, morphologie, Notch, modèles