Les cellules de levure affamées
Les cellules de levure affamées sont des thermomètres vivants microscopiques. Les membranes sont essentielles à nos cellules. Chaque cellule de votre corps s’enferme par une. Et, chacune de ces cellules, des chambres spécialisées, ou organites, qui confinent également par des membranes.
Les membranes aident les cellules à accomplir des tâches telles que la décomposition des aliments en énergie, la construction et l’élimination des protéines. La surveillance des conditions environnementales, l’envoi de signaux et le choix du moment de la séparation.
Les biologistes ont longtemps échoué à comprendre précisément comment les membranes décrivent ces différents types de tâches. Les principaux composants des membranes – de grosses molécules ressemblant à la graisse appelées lipides et des molécules compactes comme le cholestérol – constituant de formidables barrières. Dans tous les scénarios, sauf une poignée, on ne sait pas exactement comment ces molécules contiennent les protéines dans les membranes à fabriquer leurs tâches.
Comment les membranes peuvent-elles faire autant ?
Dans un article publié le 25 janvier 2022 dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, un groupe de l’Université de Washington a examiné la séparation des phases dans la levure bourgeonnante. Le même champignon unicellulaire de la renommée du brassage et de la boulangerie. Ils ont rapporté que les cellules de levure vivantes pourraient gérer un processus de séparation appelé de phase dans l’une de leurs membranes.
Tout au long de la séparation des phases, la membrane reste intacte, mais divisée en plusieurs zones ou domaines distincts qui séparent les lipides et les protéines. Les toutes nouvelles découvertes connues pour la toute première fois qu’en réaction aux conditions environnementales, les cellules de levure gèrent avec précision le niveau de température auquel leur membrane subit une séparation de phases. L’équipe à l’origine de cette découverte théorisée que la séparation de phase est probablement un mécanisme de « commutation » que ces cellules utilisent pour superviser le type de travail effectué par les membranes et les signaux qu’elles envoient.
Les cellules de levure affamées: les membranes des cellules de levures vivantes
“Des travaux antérieurs ont révélé que ces domaines peuvent être observés dans les membranes des cellules de levures vivantes”. A déclaré l’auteur principal, Chantelle Leveille, doctorante en chimie à l’UW. « Nous avons demandé : si une cellule doit avoir ces domaines, alors si nous changeons l’environnement de la cellule. En les faisant mûrir à différents niveaux de température, la cellule « s’inquiéterait-elle ». Et, dépenserait-elle de l’énergie au maintien de la séparation des phases dans ses membranes ? La réponse claire est oui, c’est le cas !”
L’étude précédente a en fait révélé que lorsque le sucre est abondant, la vacuole de la cellule de levure. Un organite important pour le stockage et la signalisation – grossit et sa membrane semble uniforme au microscope. Cependant, lorsque les apports alimentaires diminuent, la vacuole subit une séparation de phase, avec plusieurs zones rondes apparaissant dans la membrane de l’organite.
Les cellules de levure affamées: expérimentation avec des cellules de levure
Dans cette nouvelle étude, Leveille et ses co-auteurs – professeur de chimie à l’UW Sarah Keller, professeur de biochimie à l’UW Alexey Merz. Et, Caitlin Cornell, ancienne doctorante en chimie à l’UW – ont cherché à savoir si la La levure peut se réguler la séparation des phases.
Léveillé à fait incitateur de la levure à leur température de laboratoire commune de 86 F avec beaucoup de nourriture. Après la diminution de la nourriture, les membranes des vacuoles des cellules de levure ont subi une séparation de phase, comme prévu. Lorsque l’éveil a brièvement augmenté la température dans l’environnement de la levure d’environ 25 degrés Fahrenheit, les domaines ont disparu. Après cela, Leveille a cultivé la levure à une température plus froide – 77 F plutôt que les 86 F typiques. Elle a découvert que les domaines disparurent à 25 degrés au-dessus de ce nouveau niveau de température. Lorsqu’elle a fait pousser la levure dans des conditions encore plus froides, à 68 F, la séparation des phases a de nouveau disparu d’a fait 25 degrés de plus que leur température de croissance.
Les cellules de levure affamées: les cellules de levure
Ces expériences ont révélé que les cellules de levure préservaient toujours la séparation des phases dans la membrane vacuolaire, jusqu’à ce que la température monte d’une température de 25 degrés au-dessus de leur température de développement.
« C’est alors une indication claire que les cellules de levure fabriquent la membrane vacuole dans différentes conditions environnementales pour préserver cet état régulier de séparation de phase ». A ainsi déclaré Leveille. Elle a ajouté que la séparation des phases dans la membrane de la vacuole offre probablement une fonction cruciale dans la levure.
« Ce résultat indique que la séparation des phases membranaires pour la levure est précisément une porte à double sens », a déclaré Leveille. « Par exemple, si jamais les cellules découvriraient à nouveau de la nourriture, elles voudraient revenir à leur état initial. Levure désire peu s’éloigner de la transition.
Recherches complémentaires sur les membranes cellulaires
Des études futures peuvent déterminer d’autres composants membranaires qui influencent la capacité de la vacuole membranaire à se séparer en phases, en plus des réactions de sa séparation en phases. Les biologistes ont reconnu que la cellule cesse de se diviser lorsque les domaines apparaissent dans la membrane de la vacuole de levure. Parce que la membrane de la vacuole de levure comprend deux complexes de protéines cruciaux pour la division cellulaire, ces deux événements peuvent être liés. Lorsque les complexes sont très éloignés, la division cellulaire s’arrête.
“La séparation de phase dans la vacuole se produit alors que la cellule de levure doit arrêter de se diviser, car son approvisionnement alimentaire est épuisé”. A déclaré Merz. “Une idée est que la séparation de phase est le mécanisme que la cellule de levure” utilise “pour diviser ces deux complexes protéiques et arrêter la division cellulaire”.
Les complexes protéiques
Dans les cellules de la levure à l’homme, les complexes protéiques enracinés dans les membranes influent ainsi sur le comportement cellulaire. Si d’autres recherches sont dépourvues de la séparation des phases dans la vacuole de la levure conduit la division cellulaire, ce serait probablement le premier exemple rigoureux de régulation cellulaire avec cette propriété autrefois négligée des membranes.
“La séparation des phases pourrait être un mécanisme typique et réversible pour moduler plusieurs types de propriétés cellulaires”. A déclaré Keller.
Cornell est actuellement chercheur postdoctoral à l’Université de Californie à Berkeley. L’étude a été financée par les National Institutes of Health et la National Science Foundation.
Lisez l’article original sur Scitech Daily.
Connexes “Les Scientifiques Identifiant des Anticorps qui pourraient protéger contre les Alphavirus“
Référence : “Les cellules de levure règlent leurs membranes pour séparer les phases à des températures qui évoluent avec les températures de croissance” par Chantelle L. Leveille, Caitlin E. Cornell, Alexey J. Merz et Sarah L. Keller, 25 janvier 2022 , Actes de l’Académie nationale des sciences. DOI : 10.1073/pnas.2116007119
