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Les chercheurs étudient comment les cellules souche de peau répondent aux forces

Toutes les cellules partagent même code génétique, aucune question si elles sont peau ou cellules du cerveau. Cependant, ces cellules sont exposées aux types très différents des environnements mécaniques et de tensions mécaniques. Par exemple, le tissu cérébral est très mou, alors que l'os est dur. Les chercheurs savent que les cellules répondent aux forces extrinsèques en changeant leur structure et leur expression du gène à approprié mieux à leurs environnements particuliers et à pouvoir accomplir leurs fonctionnements spécifiques. Les mécanismes moléculaires de ce règlement sont, cependant, pas encore clairs.

« Notre peau nous protège contre le monde extérieur tout en étant continuellement exposé aux insultes toxiques, aux blessures, au rayonnement UV et à la tension mécanique. Par conséquent il est particulièrement important que les cellules de la peau puissent répondre aux forces », dit Huy Quang le, le principal scientifique de l'étude qui a été entreprise au Max Planck Institute pour la biologie du vieillissement, un associé de coopération de CECAD. Les résultats sont publiés en biologie cellulaire de nature.

Pour étudier comment les cellules de la peau répondent aux forces, le le et ses collègues ont utilisé un dispositif mécanique spécial pour exposer des cultures de cellule souche de peau à l'extension mécanique assimilée qu'elles remarqueraient à l'intérieur des tissus. L'analyse de l'expression du gène de ces cellules souche mécaniquement étirées utilisant l'ordonnancement de prochain rétablissement a indiqué que des milliers de gènes downregulated, alors que très peu de gènes ont augmenté leur expression. Davantage de recherche a indiqué que les changements globaux induits d'extension de la façon dont l'ADN est bourré dans le noyau. Ceci a eu comme conséquence une répression répandue de l'activité transcriptionnelle de la cellule, ainsi il signifie que moins d'ADN est copié dans l'ARN messager pour produire des protéines. Pour qu'une cellule souche différencie, elle doit transcrire un grand nombre de gènes pour acquérir son architecture et fonctionnement spécialisés. En raison de la tension mécanique, les cellules souche étirées ne différencieraient pas en présence d'un signe de différenciation. « Il était passionnant pour se rendre compte que nous pourrions modifier l'organisme structurel de l'ADN simplement en exerçant les forces mécaniques sur les cellules souche », dit Sara Wickström.

Allant plus profond dans le mécanisme cellulaire des réarrangements d'ADN, du le et de ses collègues a découvert que les forces mécaniques étaient détectées à l'enveloppe nucléaire, une structure qui entoure l'ADN et le sépare du reste de la cellule. Une molécule principale dans cette détection de force était un emerin appelé de protéine, qui lie le noyau et l'ADN au cytosquelette, la structure de coussinet de force de la cellule. C'était particulièrement intéressant, pendant que l'emerin est subi une mutation dans une dystrophie musculaire appelée d'Émeri-Dreifus de la maladie, qui fait souffrir des patients d'une dégénérescence des tissus mécaniquement tendus tels que le muscle squelettique, coeur, et pèle également. « Pendant que les pathomechanisms précis de cette maladie sont inconnus et nous manquons de la demande de règlement efficace, un futur objectif important du laboratoire est de comprendre si les mécanismes découverts dans cette étude jouent un rôle dans la pathogénie de la maladie », dit Sara Wickström. Car les propriétés mécaniques des tissus changent avec l'âge, un autre objectif est de comprendre comment les cellules souche âgées détectent des forces et comment les propriétés mécaniques modifiées du tissu environnant modifieraient ceci.

Source:

University of Cologne