Nouvelle méthode révèle des sites de contact membranaires dans les cellules

Dans les cellules, il y a des zones spéciales appelées Sites de contact membranaire (MCS) où deux membranes sont très proches l'une de l'autre. Ces sites sont super importants parce qu'ils permettent aux matériaux de circuler entre les Organites sans que les membranes ne fusionnent réellement. Ils aident aussi à la position et au mouvement des organites dans la cellule. Le Réticulum endoplasmique (RE) est un gros organite qui forme des sites de contact avec beaucoup d'autres membranes. Ces MCS du RE jouent un rôle clé dans la façon dont les cellules communiquent et comment les organites fonctionnent, surtout pendant des périodes de changement, comme quand la cellule se prépare à se diviser.

#Le rôle du réticulum endoplasmique

Le RE occupe une grande partie de l'espace cellulaire et interagit avec diverses membranes. Il forme des points de contact essentiels pour transférer des infos et des matériaux entre les organites. Pendant la division cellulaire, le RE et d'autres membranes changent de forme et de structure. Par exemple, l'enveloppe nucléaire se désagrège et l'Appareil de Golgi se fragmente en plus petits morceaux. Cependant, on ne sait pas beaucoup sur la façon dont ces sites de contact du RE changent durant ces processus.

#Défis de l'étude des MCS

La recherche sur les MCS fait face à des défis, surtout qu'il n'y a pas beaucoup de techniques pour les observer dans des cellules vivantes. Les méthodes idéales devraient étiqueter spécifiquement les MCS sans perturber leur fonction ou les contacts eux-mêmes. Les scientifiques se sont surtout appuyés sur des cellules fixes pour leurs observations, ce qui limite la compréhension des changements dynamiques qui se produisent durant différentes étapes du cycle cellulaire.

#Techniques de visualisation actuelles

Les scientifiques ont développé diverses méthodes pour visualiser ces sites. Les études traditionnelles en microscopie électronique concernaient des cellules fixes, tandis que les techniques plus récentes se concentrent sur la mesure de la proximité des membranes dans des cellules vivantes. Certaines méthodes s'appuient sur les signaux de fluorescence produits lorsque des protéines sur différentes membranes se rapprochent. Bien que ces techniques soient efficaces, elles modifient souvent les contacts naturels entre les membranes ou ne sont pas faciles à contrôler.

#Étiquetage inductible avec LaBeRling

Pour résoudre ces problèmes, une nouvelle méthode appelée LaBeRling a été développée. Cette méthode permet un étiquetage rapide et spécifique des sites de contact du RE sans changer les sites eux-mêmes. En utilisant une protéine appelée récepteur de Lamin B (LBR), les chercheurs ont pu obtenir un étiquetage spécifique lors de son relocalisation vers des membranes cibles. Important à noter, LaBeRling ne provoque aucun changement dans le nombre ou la distance des contacts, comme l'a confirmé une imagerie à haute résolution.

#Formation de clusters

Quand le LBR est relocalisé vers la membrane plasmique, il forme des clusters sans déformer les contacts membranaires existants. La recherche a montré que ces clusters n'apparaissent pas au hasard mais étiquettent plutôt des points de contact préexistants entre le RE et la membrane plasmique. Cette technique a aussi été appliquée durant la division cellulaire, révélant la présence de sites de contact RE-Golgi.

#Propriétés des clusters LBR-FKBP-GFP

Les clusters formés par le LBR ne varient pas beaucoup en nombre ou en taille, ce qui suggère une stabilité. Le processus d'étiquetage se fait rapidement, avec des clusters se formant peu après que la protéine ait été relocalisée. La recherche a confirmé que ces clusters représentent bien de véritables points de contact, car ils se colocalisent avec des marqueurs connus des sites de contact RE-membrane plasmique.

#Identification des sites de contact RE-mitochondries

LaBeRling a été utilisée pour étudier les sites de contact entre le RE et les mitochondries. Lorsque des cellules étaient traitées pour induire la relocalisation, les clusters étaient trouvés sur les mitochondries, indiquant des zones où les organites interagissent. Contrairement à d'autres protéines qui s'enroulent autour des mitochondries, les clusters LBR étiquetaient clairement ces sites de contact.

#Impact sur les sites de contact des organites

Le processus d'étiquetage avec LBR-FKBP-GFP n'a montré aucune altération significative des contacts étudiés. C'est une caractéristique importante, car beaucoup de méthodes précédentes pouvaient entraîner des changements non intentionnels dans les structures qu'elles cherchaient à étudier. Ainsi, LaBeRling offre un moyen fiable de visualiser et d'étudier divers sites de contact membranaire sans interférer avec leur état naturel.

#Applications au-delà des RE-mitochondries

LaBeRling peut aussi être appliquée pour étudier d'autres types de sites de contact membranaire, y compris ceux entre le RE et les gouttelettes lipidiques, les endosomes et les lysosomes. La méthode a montré sa polyvalence en permettant aux chercheurs de distinguer des sites de contact réels d'associations non spécifiques.

#Comprendre les mécanismes

Les chercheurs visaient à comprendre pourquoi le LBR est particulièrement efficace dans ce rôle d'étiquetage. Des expériences avec d'autres protéines ont montré qu'elles n'étaient pas aussi performantes que le LBR pour induire des étiquetages spécifiques aux sites de contact membranaire. Fait intéressant, la fonction de synthèse du cholestérol associée au LBR n'était pas nécessaire pour sa capacité d'étiquetage, ce qui signifie que les caractéristiques uniques de la protéine la rendent adaptée à ce but.

#Étiquetage lors de la mitose

LaBeRling a été appliquée pour étudier les sites de contact RE-Golgi durant la mitose. Les scientifiques ont découvert que ces sites de contact restent intacts même lorsque l'appareil de Golgi se décompose durant la division cellulaire. C'est important pour comprendre comment les cellules maintiennent leur organisation et leur intégrité pendant des processus aussi critiques.

#Conclusions sur LaBeRling

La méthode LaBeRling permet un étiquetage spécifique et rapide des MCS du RE dans divers organites sans perturber leurs structures natives. Elle représente un outil puissant pour étudier les interactions dynamiques dans les cellules et a des implications pour comprendre comment les organites communiquent et fonctionnent durant des événements cellulaires cruciaux, y compris la division cellulaire.

#Directions futures

Avec la méthode établie, les chercheurs sont enthousiastes à l'idée d'explorer de nouvelles applications de LaBeRling. La capacité d'étiqueter différents types de sites de contact membranaire peut mener à des avancées dans la compréhension des fonctions cellulaires et pourrait fournir des insights sur divers processus biologiques et maladies.

#Résumé

Le développement de LaBeRling est une étape marquante dans la recherche en biologie cellulaire, offrant aux scientifiques une nouvelle façon d'observer et de comprendre les interactions critiques entre les membranes à l'intérieur des cellules. Cette méthode innovante pourrait ouvrir la voie à de nouvelles découvertes dans la communication cellulaire et la dynamique des organites.