Les chercheurs élucident comment les cellules embryonnaires et les tissus répondent à la force

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La preuve accumulée propose que des jeux de force matérielle un rôle majeur dans procédés de développement variés des oeufs animaux fécondés. Pendant l'embryogenèse, un grand choix de populations cellulaires activement émigrent et changent leurs positions, produisant des types variés de force (par exemple, force de traction, force de compactage) cette influence les propriétés des tissus environnants. Ceci active consécutivement le développement normal où l'agencement de tissu est hautement orchestré. Cependant, comment les cellules embryonnaires et les tissus répondent à ces forces reste mal compris.

Aborder cette question importante a été rendu possible par une collaboration internationale entre deux laboratoires avec des compétences en protéomique et biologie du développement. Professeur Ileana Cristea de l'Université de Princeton (Etats-Unis) et professeur Naoto Ueno de l'institut national pour la biologie fondamentale (Japon), avec leurs organismes de recherche respectifs, ont essayé de répondre à cette question. Ensemble, ils ont caractérisé les changements intracellulaires globaux de phosphorylation et d'abondance de protéine des embryons auxquels la force matérielle était appliquée.

« Dans cette étude, nous avons appliqué la force en centrifugeant des embryons de Xenopus, et nous avons considérable analysé les changements de la condition de phosphorylation des protéines dans elles. Puisque les oeufs de Xenopus sont relativement plus grands que les oeufs d'autres organismes, nous pouvions obtenir des quantités suffisantes de protéine pour l'analyse d'un nombre restreint d'embryons. » ledit M. Noriyuki Kinoshita, un membre de l'équipe de recherche.

Utilisant une approche basée sur spectrométrie de masse sensible et quantitative, l'équipe de recherche pouvait recenser des phosphorylations en circuit plus de 9.000 peptides (c.-à-d., éclats des protéines).

Prof. Cristea met en valeur la nouveauté et l'incidence prévue de cette recherche en indiquant cela « ceci est la première étude de l'altération temporelle globale dans la phosphorylation de protéine en réponse à la force mécanique dans n'importe quel système biologique. Nous avons intégré les méthodes qui nous ont permises de caractériser mondial le phosphoproteome dynamique avec les approches visées que nous avons conçu pour surveiller le temporality et l'abondance de parent d'événements spécifiques de phosphorylation avec l'exactitude grande. Nous avons davantage mis cette connaissance de la signalisation phosphorylation-assistée dans le cadre des modifications d'abondance de protéine. De façon générale, ceci nous a permis de découvrir les remarques modulatory précises en réponse à la force. Supplémentaire, vu la cotisation des forces mécaniques à l'homéostasie de tissu et à l'étape progressive des différentes maladies, nous espérons que nos méthodes et découvertes fourniront une plate-forme précieuse pour de futures investigations dans le mechanobiology et la transduction du signal. »

Le premier auteur du papier, M. Hashimoto a dit, « il était intéressant de noter qu'un grand choix de protéines kinase, telles que PAK2 et PKC, dans l'embryon sont activées par stimulation de force pendant seulement 10 mn. Il était également étonnant pour constater que les protéines constituant l'adhérence focale et les jonctions serrées étaient parmi ceux le plus en évidence phosphorylées. Ce travail a également dévoilé une interférence précédemment non reconnue entre la voie de FAK et la voie de PKA et de PKC. De plus, nous avons pu expliquer que la centrifugation renforce des jonctions serrées, menant à l'epithelialization du tissu. »

« En particulier, elle était intrigante pour constater que sur la stimulation de force, ZO-1 (une des composantes de jonction serrée) est accumulé aux jonctions serrées pour renforcer sa structure, qui est une characterictic de la modification (MET) passage passage mésenchymateux-épithéliale. Ce phénomène est l'opposé au passage épithélial-mésenchymateux (EMT) trouvé en quelques cellules pendant le développement, la cicatrisation, et l'invasion de cancer/métastase. Nous spéculons que dans les embryons, il doit y a un mécanisme de contrôle par retour de l'information qui améliore la robustesse des tissus pour résister à des déformations induites par la force. » Prof. Ueno a dit.

Source : http://www.nibb.ac.jp/en/press/2019/03/07.html