Nouvelles idées sur les nanovésicules intracellulaires

Le trafic membranaire, c'est un truc de base dans les cellules où différents types de matériaux sont déplacés à l'intérieur. Ce mouvement se fait à travers des petites poches appelées vésicules. Ces poches peuvent transporter diverses substances vers différentes parties de la cellule. Il y a plein de types de vésicules, chacune avec sa propre fonction. Certaines ont un revêtement spécial, comme la clathrine ou COPII, qui les aide à faire leur taf. Mais les scientifiques ont remarqué qu'il y a plein de tiny vésicules non recouvertes dans les cellules, et le but de ces vésicules n'est pas bien compris.

Récemment, des chercheurs ont découvert un nouveau type de petite vésicule appelée nanovésicules intracellulaires (INVs). Ces INVs sont toutes petites, environ 35 nanomètres, et elles n'ont pas de revêtement externe. Elles portent le nom de certaines protéines présentes à leur surface, en particulier la famille des protéines Tumor Protein D52-like. Les INVs jouent des rôles importants pour déplacer des matériaux dans la cellule dans certaines directions. La plupart du temps, elles se déplacent juste en diffusant dans la cellule.

Fait intéressant, les INVs ne sont probablement pas toutes identiques, mais viennent plutôt sous différentes formes ou "saveurs". Cette diversité suggère que les INVs ont plusieurs origines et fonctions. Par exemple, elles contiennent au moins 16 différentes Rab GTPases et diverses protéines R-SNARE, ce qui indique une gamme de rôles dans la cellule. À cause de cette variété, identifier les différents types d'INVs représente un gros défi pour les chercheurs.

#Les Protéines Impliquées avec les INVs

Il y a quatre protéines Tumor Protein D52-like qui peuvent se mettre en paire. Ces protéines ont un domaine en spirale, ce qui veut dire qu'elles peuvent s'accrocher ensemble. Elles ont aussi des parties qui se plient quand elles touchent des membranes, surtout celles qui sont courbées. Une de ces protéines, TPD54, a une partie spécifique qui l'aide à s'attacher aux INVs. Si une certaine charge dans cette protéine est modifiée, elle ne peut plus se lier correctement aux INVs. Comme TPD54 est présent en grande quantité, on l’utilise comme un marqueur pour identifier les INVs dans les études.

Un autre processus important dans les cellules s’appelle l’Autophagie. C’est comment les cellules nettoient et éliminent les parties inutiles. Pendant l’autophagie, des structures spéciales appelées autophagosomes se forment. Ces structures attrapent des matériaux et les envoient aux lysosomes, où ils peuvent être décomposés. Un acteur clé dans l’autophagie est une protéine transmembranaire appelée ATG9A. Cette protéine aide à transporter des lipides entre différentes parties de la cellule.

ATG9A se trouve sur de petites vésicules connues sous le nom de vésicules ATG9, qui se déplacent entre le réseau de Golgi, la membrane extérieure de la cellule, et le système endosomal. Pendant l’autophagie, ces vésicules ATG9 se dirigent vers un endroit où des autophagosomes se forment. Là, elles aident à créer des autophagosomes, mais la façon exacte dont elles font ça est encore à l'étude.

Les vésicules ATG9 se forment quand certaines protéines se rassemblent au réseau de Golgi via un mécanisme spécifique qui a été bien étudié. Il y a des maladies neurologiques liées à des problèmes dans ce mécanisme, ce qui peut perturber la fonction d’ATG9A.

Les vésicules ATG9 pourraient aussi avoir d'autres rôles en plus de l'autophagie. Par exemple, elles aident à réparer la membrane extérieure des cellules et à déplacer des lipides de zones de stockage vers des endroits où ils sont nécessaires, comme les mitochondries. Elles jouent aussi un rôle dans le mouvement des protéines impliquées dans le déplacement cellulaire.

#Découverte du Proteome INV

Pour en savoir plus sur les différents types d'INVs et leur lien avec d'autres vésicules, les chercheurs ont voulu étudier les protéines présentes dans les INVs, connues sous le nom de proteome INV. Ils ont découvert que les INVs pouvaient être isolées des cellules pour analyse grâce à certaines techniques.

Un nouveau procédé a été développé pour isoler efficacement les INVs des cellules en utilisant une technique de liaison spéciale qui cible la protéine marqueur INV, TPD54. Des tests utilisant différents types de cellules ont montré que le procédé d'isolement fonctionnait bien. En comparant les protéines dans les INVs isolées aux conditions de contrôle, un nombre significatif de protéines a été trouvé, y compris diverses protéines liées aux INVs.

Après ce premier succès, les chercheurs ont élargi leur étude pour examiner les INVs de lignées cellulaires exprimant TPD54. Cette analyse à grande échelle a identifié un nombre significatif de protéines qui étaient enrichies dans les échantillons d'INV par rapport aux échantillons de contrôle. Les données combinées des deux tests ont donné aux chercheurs une liste préliminaire de protéines associées aux INVs.

#Analyse du Proteome INV

Pour mieux comprendre les protéines trouvées dans les INVs, les chercheurs ont utilisé un système de classification pour catégoriser ces protéines. Beaucoup des protéines identifiées étaient impliquées dans le transport de matériaux. Parmi celles-ci, il y avait plusieurs Rab GTPases et d'autres protéines liées aux membranes. Fait intéressant, il y avait aussi un grand groupe de protéines non classées qui comprenaient des protéines sécrétées.

Des tests supplémentaires ont montré que le proteome INV avait plus de protéines sécrétées et de protéines transmembranaires comparé à la composition protéique générale. Certaines de ces protéines étaient des transporteurs qui aident à déplacer des substances à travers les membranes.

Ensuite, les chercheurs ont comparé le proteome INV aux données d'autres études sur différents types de vésicules. Ils ont trouvé que certaines protéines étaient présentes à la fois dans les INVs et d'autres types de vésicules, suggérant un mélange de fonctions entre ces vésicules.

En particulier, ils ont trouvé un fort chevauchement avec des protéines impliquées dans un type de vésicule appelé microvésicules similaires aux synaptiques (SLMVs), qui sont similaires aux INVs mais proviennent d'une autre source. Ces informations qui se chevauchent suggèrent qu'il pourrait y avoir différents types d'INVs, ou saveurs, toutes servant des rôles spécifiques dans la cellule.

#ATG9A dans les INVs

Pour montrer qu'ATG9A fait bien partie des INVs, les chercheurs ont réalisé des expériences où ils ont capturé les INVs au niveau des mitochondries en utilisant des techniques de microscopie. Ils ont découvert que lorsqu'ils ciblaient TPD54, ATG9A était aussi présent dans ces vésicules capturées. Cela indiquait qu'ATG9A était présent dans les INVs, confirmant leur association.

Inversement, ils ont aussi vérifié si TPD54 était présent dans les vésicules contenant ATG9A. La même méthode de capture a montré que TPD54 pouvait être trouvé dans des vésicules associées à ATG9A. Ces résultats ont suggéré que les deux protéines se trouvaient dans les mêmes vésicules, renforçant l'idée que les vésicules ATG9 constituent un type spécifique d'INV.

#Importance des INVs de saveur ATG9A

Étant donné que les vésicules ATG9 ont été reconnues pour leurs rôles durant l’autophagie, les chercheurs se sont concentrés sur la fonctionnalité des INVs de saveur ATG9A. Ils ont trouvé que lorsque TPD54 était diminué dans les cellules, la formation des autophagosomes était altérée. Cela a mis en lumière le rôle important que jouent les INVs de saveur ATG9A durant le processus d'autophagie.

En regardant le mouvement d'ATG9A pendant la famine cellulaire, ils ont remarqué qu'ATG9A quittait le réseau de Golgi. Cependant, si TPD54 était réduit, ce mouvement ne se produisait pas comme prévu. Cela suggérait que TPD54 pourrait être nécessaire pour la formation des INVs de saveur ATG9A au Golgi.

#Autres Saveurs d'INVs

Avec environ 80% des INVs étant des saveurs non-ATG9A, les chercheurs étaient intrigués par ce que ces autres types pourraient être. Le proteome INV a fourni des indices sur les cargaisons potentielles et a suggéré de nouvelles sous-classes d'INVs qui pourraient exister. Par exemple, des protéines impliquées dans d'autres systèmes de vésicules reconnus, comme les transporteurs de glucose, pourraient indiquer la présence de nouveaux types d'INV.

Cette curiosité s'est étendue à examiner comment diverses saveurs d'INV pourraient interagir entre elles. Certaines protéines trouvées dans les INVs ont également été vues dans des vésicules associées à des fonctions synaptiques, suggérant une connexion entre ces systèmes.

#Conclusion

En résumé, l'étude des nanovésicules intracellulaires éclaire une classe diversifiée et complexe de vésicules dans les cellules. En examinant les protéines uniques associées à ces vésicules, et en considérant comment elles interagissent avec d'autres types de vésicules, les chercheurs commencent à percer les fonctions que ces vésicules remplissent dans les activités cellulaires normales.

Les vésicules ATG9, maintenant reconnues comme un sous-type d'INVs, sont essentielles pour des processus comme l'autophagie. Cependant, les rôles exacts des autres saveurs d'INV sont encore en cours d'exploration. Comprendre ces vésicules contribuera à une connaissance plus approfondie de l'organisation cellulaire et pourrait mener à des insights sur diverses maladies liées aux dysfonctionnements du trafic membranaire.

L'investigation de ces complexités de la fonction cellulaire reste un domaine de recherche significatif, où chaque nouvelle découverte peut entraîner d'autres questions et une meilleure compréhension du monde fascinant des processus cellulaires.