"Matériaux high-tech issus de la nature
Une équipe de chercheurs découvre des propriétés surprenantes du cytosquelette
La plupart des cellules biologiques ont une place fixe dans l'organisme. Cependant, les cellules peuvent devenir mobiles et se déplacer dans le corps. C'est le cas, par exemple, lors de la cicatrisation d'une plaie ou lorsque des cellules tumorales se divisent de manière incontrôlée et migrent dans l'organisme. Les cellules mobiles et stationnaires diffèrent de diverses manières, notamment par leur cytosquelette. Cette structure de filaments protéiques rend les cellules stables, extensibles et résistantes aux forces extérieures. Dans ce contexte, les "filaments intermédiaires" jouent un rôle important. Il est intéressant de noter que l'on trouve deux types différents de filaments intermédiaires dans les cellules mobiles et stationnaires. Des chercheurs de l'université de Göttingen et de l'ETH Zurich ont réussi à mesurer et à décrire avec précision les propriétés mécaniques de ces deux filaments. Ils ont ainsi découvert des parallèles avec des matériaux non biologiques. Les résultats ont été publiés dans la revue Matter.
Images microscopiques de cellules biologiques : en haut à droite (vert) - Filaments intermédiaires de vimentine dans les fibroblastes ; en bas à gauche (rouge) - Filaments intermédiaires de kératine dans les cellules épithéliales. Échelle : 10 µm.
top right (green): Ulrike Rölleke. bottom left (red): Ruth Meyer
Sarah Köster (à gauche) et Charlotta Lorenz (à droite) dans le laboratoire. L'instrument dans lequel les expériences ont été réalisées (le "piège optique") est visible au premier plan.
Anna Blob
Les scientifiques ont utilisé des pinces optiques pour étudier le comportement des filaments sous tension. Ils ont fixé les extrémités des filaments à de minuscules billes en plastique, qu'ils ont ensuite déplacées de manière contrôlée à l'aide d'un faisceau laser. Les deux types de filaments, la vimentine et la kératine, ont ainsi été étirés. Les chercheurs ont déterminé quelles forces étaient nécessaires à l'étirement et comment les différents filaments se comportaient lorsqu'ils étaient étirés plusieurs fois.
De manière surprenante, les deux filaments différents se comportent de manière opposée lorsqu'ils sont étirés à plusieurs reprises : les filaments de vimentine deviennent plus souples et conservent leur longueur, tandis que les filaments de kératine deviennent plus longs et conservent leur rigidité. Les résultats expérimentaux correspondent aux simulations informatiques des interactions moléculaires : dans les filaments de vimentine, les chercheurs supposent que les structures s'ouvrent, comme dans les gels composés de plusieurs éléments ; dans les filaments de kératine, ils supposent que les structures se déplacent les unes par rapport aux autres, comme dans les métaux. Les deux mécanismes expliquent que les réseaux de filaments intermédiaires du cytosquelette peuvent être déformés très fortement sans être endommagés. Toutefois, ce facteur de protection s'explique par des principes physiques fondamentalement différents.
"Ces résultats nous permettent de mieux comprendre pourquoi les différents types de cellules ont des propriétés mécaniques si différentes", explique le Dr Charlotta Lorenz, premier auteur de l'étude. Le professeur Sarah Köster, de l'Institut de physique des rayons X de l'université de Göttingen et responsable de l'étude, ajoute : "Nous pouvons apprendre de la nature et réfléchir à la conception de nouveaux matériaux durables et transformables dont les propriétés peuvent être choisies ou conçues pour répondre exactement aux besoins.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités du secteur des sciences de la vie
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée aux biotechnologies, au secteur pharmaceutique et aux sciences de la vie vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
