Comment les cellules souches utilisent les rides pour se diviser

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Ce qui ressemble à une tâche simple pour une cellule – divisée en deux parties – est en fait une série complexe d’énigmes techniques. Une cellule de division doit être manœuvrée de l’intérieur afin que les bons composants se retrouvent dans chaque cellule pour produire deux cellules fonctionnelles.

Ken Prihoda, biochimiste à l’Université de l’Oregon, tente de résoudre l’un de ces mystères fondamentaux : comment une cellule souche en division décompose des parties de sa membrane au cours du processus de division.

Dans une nouvelle étude, lui et le chercheur postdoctoral Bryce Lavoya montrent comment les cellules souches prêtes à se diviser créent un réservoir de membrane supplémentaire, qui s’adapte à la surface accrue nécessaire pour deux cellules. La paire décrit leurs découvertes dans un article Publié le 27 avril dans Cellule développementale.

Les cellules animales sont entourées d’une fine membrane qui forme une barrière protectrice autour de la cellule. Juste avant qu’une cellule animale ne se divise, elle devient plus ronde, a déclaré Prihoda, qui fait partie du Collège des arts et des sciences.

« D’un point de vue technique, le ballon est optimal pour minimiser la quantité de membrane », a-t-il déclaré. « Mais pour diviser la cellule en deux, elle est comprimée et la surface augmente fortement. »

En ce sens, la division cellulaire revient à parler d’un ballon, sauf que les ballons peuvent se dilater en changeant de forme. La membrane cellulaire n’est pas aussi extensible que celle d’un ballon, mais elle doit toujours pouvoir s’étirer d’une manière ou d’une autre pour s’adapter à la pression et à la pression sur une nouvelle cellule.

L’équipe de Prihoda s’est concentrée sur ce défi dans les cellules souches neurales, les cellules qui donnent naissance aux cellules de notre système nerveux. Alors qu’elles continuent à fabriquer de nouvelles cellules, les cellules souches se divisent de manière asymétrique : la cellule souche conserve la majeure partie du matériel cellulaire, donnant peu à ses nouvelles cellules sœurs.

Prehoda et LaFoya ont utilisé un microscope confocal à disque rotatif équipé d’une technologie avancée de super-résolution pour regarder à l’intérieur du cerveau des mouches des fruits en développement. Lavoya a remarqué que les membranes des cellules souches neurales étaient décorées de minuscules plis et bosses, « une sorte de peau supplémentaire sur les races de chiens ridés comme le Shar Pei et les bouledogues », dit-il.

Lavoya s’est rendu compte que la membrane des cellules souches neurales utilise ces « rides » pour maintenir la membrane lorsqu’elle est nécessaire pendant la division. Alors que Lavoya regardait les cellules se diviser, il a été étonné de voir des rides se rassembler sur un côté juste avant la division. L’emplacement de la ride détermine où la cellule peut se développer et où la nouvelle cellule peut se former.

Alors que la division asymétrique permet à une cellule souche neurale de n’abandonner qu’une petite partie de ses ressources, l’asymétrie fait de la division membranaire un problème particulièrement difficile. Lavoya souligne que Cell a trouvé une excellente solution à cette partie du puzzle technique.

« Fabriquer la membrane supplémentaire à l’avance et la positionner correctement avant le cloisonnement est une solution élégante que nous n’aurions pas pu imaginer avant de commencer ce projet », a-t-il déclaré.

Ce n’est qu’une question parmi tant d’autres auxquelles Prihoda et son laboratoire tentent de répondre en utilisant des techniques de microscopie avancées, qui leur permettent d’examiner les cellules à de nouveaux niveaux de détail. Grâce à cette nouvelle technologie, a déclaré Prihoda, « nous avons un embarras de richesses et beaucoup de nouvelles images à explorer ».

référence: Lavoya B, Prihoda K. La consommation d’un réservoir à membrane polarisante conduit à un étirement asymétrique de la membrane lors des divisions asymétriques des cellules souches neurales. cellule de développement. 2023 : S1534580723001594. est ce que je: 10.1016/j.devcel.2023.04.006

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