Révéler les circuits à l'origine des gradients de protéines
De nombreux processus cellulaires clés, comme la différenciation cellulaire, reposent sur des gradients de protéines, c'est-à-dire sur la distribution inégale des protéines dans des endroits spécifiques de la cellule. Les mécanismes responsables de ces gradients sont difficiles à démêler du fait de leur haute résolution spatio-temporelle et de leur régulation par des circuits de rétroaction.
En combinant la physique et la biologie...
Pour élucider la complexité des gradients de protéines, la Dre Sofia Barbieri, chercheuse indépendante hébergée dans le laboratoire du professeur Monica Gotta, a mis au point une approche interdisciplinaire innovante qui combine biologie et principes de physique. Cette méthodologie unique a déjà permis de mettre en lumière les mécanismes biophysiques qui régissent la formation du gradient de PLK-1, un régulateur clé de la division et de la polarité cellulaires.
... a permis de déchiffrer les circuits complexes à l'origine de la formation de la structure dans les embryons de C. elegans
Dans leur dernière étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences USA, la Dre Barbieri et ses collègues ont identifié les mécanismes à l'origine de l'établissement du gradient d'une protéine cytoplasmique appelée MEX-6. Bien qu'il ait été démontré précédemment que MEX-6 et la protéine essentielle et très similaire MEX-5 sont responsables de la formation du gradient de PLK-1, leurs expériences ont révélé que PLK-1 influence également les gradients de MEX-5 et de MEX-6 par le biais de deux circuits distincts (flèches jaunes dans la figure ci-dessous). PLK-1 façonne le gradient de MEX-5 indirectement en régulant d'autres protéines au niveau du cortex cellulaire (en bleu clair sur la figure), tandis qu'elle module le gradient de MEX-6 en interagissant directement avec MEX-6.
MEX-5 et MEX-6 (flèches noires) influencent toutes les deux le gradient de PLK-1 dans l'embryon unicellulaire de C. elegans, mais PLK-1 affecte aussi les gradients de MEX-5 et MEX-6 (flèches jaunes). © Sofia Barbieri