Aller au contenu principal

Mort cellulaire et dynamique du protéome

Parution

Le 16 janvier 2023

folded

Les organismes se sont adaptés pour prospérer dans une plage de températures étroite et bien définie. Les humains sont à l'aise dans des conditions ambiantes, mais d'autres organismes peuvent supporter des températures beaucoup plus élevées, même au-delà de la température d'ébullition de l'eau. La façon dont la température tue une cellule n'est pas complètement comprise, mais elle est cruciale à bien des égards. Par exemple, pour comprendre comment la vie a évolué sur notre planète, et comment elle peut potentiellement se développer ailleurs. Nous devons également tenir compte de la façon dont des changements de température, même minimes, dans l'environnement en raison des problèmes climatiques peuvent déséquilibrer la répartition actuelle des organismes vivants. Enfin, comment les approches thérapeutiques peuvent être optimisées pour tuer les cellules cancéreuses en augmentant localement la température des cellules.

Pour développer et simplifier l'histoire, utilisons une métaphore. Une cellule ressemble à une usine où les protéines représentent la laborieuse classe ouvrière. Elles transforment l'énergie et les composés, elles fournissent la force mécanique nécessaire à la mobilité et à la stabilité et elles décodent l'information génétique. Lorsque nous augmentons légèrement la température, l'efficacité de leur activité augmente. C'est comme un regain d'énergie. Elles ont plus de "force" et d'"énergie" pour accomplir la tâche. D'un point de vue physique, cela s'explique par ce que l'on appelle le facteur de Boltzmann. La température influe également sur un autre aspect, plus subtil, elle augmente le transport des matières à l'intérieur de la cellule. Cependant, lorsqu'une température critique est atteinte, les protéines sont déstabilisées. L'efficacité du travail est compromise. Revenons à la question initiale : à la température critique (connue sous le nom de température de mort cellulaire), est-ce que toute la classe ouvrière cesse de produire ou seulement une poignée de travailleurs, qui contrôlent des positions clés dans la chaîne de production, cessent leur activité ? 
Nous nous sommes récemment penchés sur la question (lire le manuscrit en accès libre ici), et avons trouvé un soutien à l'idée qu'une petite quantité de protéines se déplie et cesse d'être opérationnelle à la température de mort cellulaire. En parallèle, en fondant, les protéines modifient les propriétés dynamiques du milieu environnant. La viscosité locale augmente de façon spectaculaire. Dans un certain sens, selon notre métaphore initiale, c'est comme si, en se dépliant, elles ralentissaient toutes les chaînes de montage de l'usine. La raison moléculaire de cet effet n'est pas du tout surprenante. Lorsqu'une protéine se déplie, elle devient un spaghetti long et souple qui a tendance à coller les macromolécules environnantes et l'environnement commence à ressembler à un gel. En bref, les quelques protéines qui se déplient ne doivent pas nécessairement agir comme des enzymes pivots dans des schémas métaboliques critiques. Leur dépliage pourrait suffire à supprimer certaines réactions métaboliques contrôlées par la diffusivité locale. La question est ouverte.....

Plus d'info

Températue et mort cellulaire : une histoire de viscosité (CNRS)

Date

Le 16 janvier 2023

Contact

Judith Peters
judith.petersatuniv-grenoble-alpes.fr (judith[dot]peters[at]univ-grenoble-alpes[dot]fr)

Diffusive Dynamics of Bacterial Proteome as a Proxy of Cell Death

Publié le 18 janvier 2023

Mis à jour le 14 février 2024