Mesure des forces intercellulaires
Dans pratiquement tous les tissus, la communication et la transmission des signaux entre les cellules se font grâce à un certain type de jonction intercellulaire, les jonctions communicantes ou canaux intercellulaires. Chaque canal ou jonction communicante est constituée de deux connexons, un par membrane cellulaire, chacun formé d'un assemblage hexamérique de 6 protéines (les connexines). Même si les fonctions et les constituants moléculaires de ces jonctions moléculaires sont bien documentés, les forces mises en jeu et l'énergie que ces structures peuvent supporter sont encore peu connues. C'est pourquoi, en utilisant des outils nanotechnologiques et la microscopie de force atomique (MFA), le projet Gapjunction Strength («Biophysical determinants of the adhesion strength of gap junctions») a été mis en place pour mesurer la cinétique et les forces de liaisons existant entre ces jonctions intercellulaires. Les scientifiques du projet ont utilisé des connexines purifiées insérées dans des membranes lipidiques artificielles reconstituées afin d'obtenir les données biophysiques de ces liaisons intercellulaires. Les chercheurs ont appliqué différentes forces sur ces molécules en interaction et mesuré ainsi leurs caractéristiques de dissociation. Un taux de dissociation rapide est révélateur d'une liaison dynamique, alors qu'une vitesse d'association lente reflète une flexibilité réduite et la petite taille des structures spécialement construites pour imiter ces boucles extracellulaires. Ces expériences ont révélé une force d'adhésion significative, suggérant que la liaison intercellulaire pouvait supporter des forces importantes avant de se dissocier. Les résultats de ce projet ont été publiés dans plusieurs revues scientifiques. Le Journal de Biologie Moléculaire a par exemple publié les travaux du groupe concernant la nature de cette liaison. Un autre article relatant un nouveau mode d'imagerie de la microscopie à force atomique, capable de cartographier les propriétés mécaniques des protéines membranaires avec une très haute résolution, est actuellement examiné en comité de lecture. La caractérisation biophysique des liaisons protéines-protéines au niveau des jonctions communicantes nous permettra probablement de mieux comprendre la nature intrinsèque de ces canaux intercellulaires. La fonction des jonctions communicantes étant fondamentale pour la structure et l'intégrité biochimique de l'organisation au niveau multicellulaire, son élucidation permettra de guider les futures recherches sur de nouvelles thérapies moléculaires.
