Contrôler la vitesse de réaction des cellules à un stress

Une équipe de chercheurs franco-américains a trouvé le moyen d'influer sur la vitesse de réaction d'une cellule à un stress osmotique. Ces travaux devraient déboucher sur la création de cellules aux fonctions biologiques novatrices avec une dynamique cont



Soumise à une modification de son environnement, une cellule réagit plus ou moins rapidement à ce stress pour assurer sa survie. Chez la levure, cela passe par une succession de réactions connues, mais dont la dynamique n'avait jamais été étudiée. C'est désormais chose faite grâce Pascal Hersen, chargé de recherche CNRS au Laboratoire Matière et systèmes complexes de l'Université Paris 7, et à l'équipe dirigée par Sharad Ramanathan au Center for Systems Biology de l'Université de Harvard aux USA.

Il suffit d'un peu de sel sur une cellule pour qu'elle rapetisse ! Ce phénomène s'explique par une différence de salinité entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule, qui créé un stress osmotique. Pour rétablir l'équilibre entre ces concentrations, la cellule largue de l'eau à travers la membrane, c'est l'osmose, ce qui réduit sa taille... Afin de retrouver une dimension normale, la cellule met en Å“uvre une série de réactions indispensables au bon fonctionnement de ses processus de régulation et d'adaptation.

Une machine à stresser les cellules

Cet enchaînement est bien décrit pour un système eucaryote modèle (organisme vivant possédant un noyau isolé du cytoplasme par une membrane et contenant de l'ADN), tel la levure Saccharomyces cerevisiae. Mais sa dynamique restait méconnue. Or, une cellule se doit de réagir à la bonne vitesse pour assurer sa survie. Pour comprendre la dynamique de cette réponse, Pascal Hersen et ses collègues américains ont étudié comment et à quelle vitesse la levure répond et s'adapte à un stress osmotique. Grâce à un dispositif simple permettant de suivre le comportement individuel des cellules, ils ont conçu un environnement de laboratoire qui créé un déséquilibre cyclique.




Première constatation : lorsque la fréquence est trop élevée, la taille des cellules ne change pas. Le transfert d'eau à travers la membrane cellulaire n'a tout simplement pas le temps de se faire. A l'inverse, pour des fréquences plus faibles (introduction d'un déséquilibre toutes les 10 secondes), les cellules rapetissent et gonflent périodiquement en suivant fidèlement les fluctuations de ce déséquilibre.

Toutefois, dans cette gamme de fréquence, la cascade de réactions n'a pas le temps d'être activée entre deux cycles. Il y a donc un découplage entre réponse mécanique et réponse biologique. Ce n'est qu'en deçà d'une période de l'ordre d'une dizaine de minutes que les réactions biologiques sont activées et se succèdent "naturellement", tout en étant couplées à la réponse mécanique de la cellule. Cette fréquence est donc caractéristique de la dynamique de la réponse chez la levure, celle-ci étant incapable de suivre fidèlement les changements trop rapides de son environnement au-delà de 10 minutes.

Modifier la dynamique

Outre la possibilité de mesurer la vitesse de réaction à ce stress osmotique, les chercheurs sont aussi dorénavant capables de ralentir significativement celle-ci en supprimant certains gènes. Ils espèrent maintenant comprendre comment l'abondance et la nature des protéines influent sur la dynamique de ces réactions, et pourraient, à terme, être capables de les accélérer ou de les ralentir.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives en ingénierie du vivant. Il s'agit ici de synthétiser des systèmes complexes fondés sur la biologie, afin de construire des cellules aux fonctions biologiques novatrices, n'existant pas dans la nature, et dont la dynamique est contrôlée.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.cnrs.fr

Sujets associés

NEWSLETTER La Quotidienne

Nos journalistes sélectionnent pour vous les articles essentiels de votre secteur.

Votre demande d’inscription a bien été prise en compte.

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes...

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes du : Groupe Moniteur Nanterre B 403 080 823, IPD Nanterre 490 727 633, Groupe Industrie Service Info (GISI) Nanterre 442 233 417. Cette société ou toutes sociétés du Groupe Infopro Digital pourront l'utiliser afin de vous proposer pour leur compte ou celui de leurs clients, des produits et/ou services utiles à vos activités professionnelles. Pour exercer vos droits, vous y opposer ou pour en savoir plus : Charte des données personnelles.

LES ÉVÉNEMENTS L'USINE NOUVELLE

LES PODCASTS

Le rôle des jeux vidéo dans nos sociétés

Le rôle des jeux vidéo dans nos sociétés

Martin Buthaud est docteur en philosophie à l'Université de Rouen. Il fait partie des rares chercheurs français à se questionner sur le rôle du jeu vidéo dans nos...

Écouter cet épisode

Les coulisses d'un abattoir qui se robotise

Les coulisses d'un abattoir qui se robotise

Dans ce nouvel épisode de La Fabrique, Nathan Mann nous dévoile les coulisses de son reportage dans l'abattoir Labeyrie de Came, dans les Pyrénées-Atlantiques, qui robotise peu à peu...

Écouter cet épisode

La renaissance des montres Kelton

La renaissance des montres Kelton

Le designer Vincent Bergerat donne une nouvelle vie aux montres Kelton. Dans ce nouvel épisode du podcast Inspiration, il explique au micro de Christophe Bys comment il innove et recrée l'identité...

Écouter cet épisode

Connecter start-up et grands groupes

Connecter start-up et grands groupes

Dans ce nouveau numéro du podcast Inspiration, Thomas Ollivier, fondateur du Maif Start-up Club, répond aux questions de Christophe Bys. 

Écouter cet épisode

Tous les podcasts

LES SERVICES DE L'USINE NOUVELLE

Trouvez les entreprises industrielles qui recrutent des talents

BUREAU VERITAS

Auditeur QSE (F-H-X)

BUREAU VERITAS - 23/06/2022 - CDI - Aix en Provence

+ 550 offres d’emploi

Tout voir
Proposé par

Accédez à tous les appels d’offres et détectez vos opportunités d’affaires

78 - Versailles

Prestations de gardiennage télésurveillance, sûreté, sécurité incendie et filtrage des juridictions judiciaires du ressort

DATE DE REPONSE 10/07/2022

+ de 10.000 avis par jour

Tout voir
Proposé par

ARTICLES LES PLUS LUS