Intégrer les forces intracellulaires
La motilité cellulaire est générée par une «machine» mécanochimique constituée par de nombreux polymères d'une protéine cellulaire appelée actine, de plusieurs protéines accessoires et de moteurs moléculaires. L'actine est une protéine globulaire multifonctionnelle capable de former des structures intracellulaires appelées microfilaments. L'actine joue un rôle dans de nombreux processus cellulaires comme la contraction musculaire, la motilité cellulaire, la division cellulaire et le mouvement des organelles, la signalisation cellulaire et la mise en place de jonctions cellulaires ou enfin de la morphologie cellulaire. Pourtant, les mécanismes régissant l'assemblage de cet appareil responsable de la motilité cellulaire sont encore très peu connus. Le projet de recherche MOTILECELLBIOPHYSICS («Biophysical aspects of actin-based motility- An integrative whole-cell analysis»), financé par l'UE, a donc consacré ses travaux aux aspects biophysiques régissant le processus d'auto-organisation à l'origine de la motilité cellulaire. Travaillant sur les kératinocytes de poisson comme système modèle, les chercheurs ont pu caractériser le rôle de l'interaction entre le cytosquelette d'actine et la membrane cellulaire dans le processus de motilité. Ils ont mesuré dans différentes conditions la tension membranaire des cellules en mouvement et montré qu'elle était déterminé dans une large mesure par l'équilibre des forces entre le cytosquelette et la membrane cellulaire. Plus important encore, cette tension membranaire s'est révélée capable d'induire un couplage mécanique entre des processus distants, placés le long de la frontière cellulaire. Ces résultats montrent que la tension membranaire joue un rôle central dans la coordination à grande échelle de la dynamique cellulaire. Les partenaires du projet ont développé des systèmes modèles artificiels simulant la dynamique de l'actine de manière mieux contrôlée et mieux définie. Ils ont ainsi développé un système reconstitué capable de s'auto-organiser en cortex dynamique d'actine à l'interface interne d'émulsions aqueuses en milieu lipidique. En conclusion, cette étude nous fournit une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la motilité cellulaire, des interactions régissant les différents processus moléculaires, et des voies de régulation et des forces biophysiques à l'œuvre dans ce processus biologique.
