Autres actus

Comment les macromolécules se déplacent dans la cellule ?

bio-radiations_par

Les interactions non spécifiques : sources de contraintes pour le trafic intracellulaire

Dans une cellule, le déplacement des objets est contraint par les interactions et non par les obstacles. C’est ce que montre dans Nature Materials Mathieu Coppey de l’équipe Imagerie et Contrôle Optique de l’Organisation Cellulaire dirigé par Maxime Dahan.

L’intérieur d’une cellule est un milieu fortement encombré, au sein duquel des millions de macromolécules participent aux diverses fonctions cellulaires.  Il est cependant important que ces macromolécules puissent avoir un déplacement fluide pour transporter du matériel ou convoyer de l’information. Le principal mode de déplacement dans une cellule est la diffusion, qui résulte de l’agitation passive des molécules. Les scientifiques se sont donc attachés depuis longtemps à comprendre comment les objets diffusent dans une cellule. Certains travaux ont montré que cette diffusion pouvait être fortement restreinte, tandis que d’autres ont aussi montré que le mouvement pouvait être pratiquement aussi libre que dans de l’eau. Comment réconcilier ces observations ? Est-ce que l’intérieur d’une cellule est si dense en obstacles que le système est proche d’un embouteillage géant ? l’équipe de recherche Imagerie et Contrôle Optique de l’Organisation Cellulaire de Maxime Dahan (Institut Curie/UMR168CNRS/UPMC/IPGG/PSL) et une équipe allemande viennent de revisiter ces questions et ont démontré que des objets d’une dizaine de nanomètres –tel un complexe protéique- peuvent se déplacement librement si leurs surfaces ne réagissent que très peu avec les autres objets. Par contre, plus ceux-ci interagissent de manière non spécifique avec les autres macromolécules et structures cellulaires internes, plus leur diffusion devient restreinte, au point de les immobiliser. Les obstacles ne sont donc pas une entrave au mouvement dans une cellule, contrairement à ce qui était souvent cru.  Par contre les interactions non-spécifiques jouent un rôle primordial. Cette découverte aura surement un impact pour les biotechnologies, car elle fournit une charte quantitative de la passivation des nano-objets, notamment en vue du relargage de médicaments.

Non-specific interactions govern cytosolic diffusion of nano-sized objects in mammalian cells

Fred Etoc, Elie Balloul, Chiara Vicario, Davide Normanno, Domenik Liße, Assa Sittner, Jacob Piehler, Maxime Dahan, Mathieu Coppey

Nature Materials, July 2018, doi.org/10.1038/s41563-018-0120-7

 

Photo : Christophe Hargoues/Institut Curie