Pendant que le potier travaille le rouet, la friction entre ses mains et l#39argile molle l#39aide à le façonner en toutes sortes de formes et de créations. Dans un parallèle fascinant, les ovocytes d’ascidies (cellules immatures) exploitent la friction dans divers compartiments de leur intérieur pour subir des changements de développement après la conception. Une étude du groupe Heisenberg de l#39Institut des sciences et technologies d#39Autriche (ISTA), publiée dans Nature Physics, décrit désormais remark cela fonctionne.
- Les ovocytes d'ascidies utilisent la friction pour subir des changements de développement après la conception
- Des forces de friction et de réorganisation interne sont essentielles à la maturation des embryons d'ascidies
- Le cortex d'actomyosine et le myoplasme jouent un rôle crucial dans le remodelage cellulaire influencé par les forces mécaniques
La mer regorge de formes de vie fascinantes. Des algues et poissons colorés aux escargots marins et ascidies, un monde complètement différent se révèle sous l#39eau. Les ascidies ou ascidies en particulier sont très inhabituelles : après un stade larvaire libre, la larve s#39installe, s#39attache à des surfaces solides comme des rochers ou des coraux et développe des tubes (siphons), leur caractéristique déterminante. Bien qu’ils ressemblent à des taches caoutchouteuses à l’âge adulte, ce sont les invertébrés les moreover étroitement apparentés aux humains. Surtout au stade larvaire, les ascidies nous ressemblent étonnamment.
Par conséquent, les ascidies sont souvent utilisées comme organismes modèles pour étudier le développement embryonnaire précoce des vertébrés auxquels appartiennent les humains. « Bien que les ascidies présentent les caractéristiques développementales et morphologiques fondamentales des vertébrés, elles possèdent également la simplicité cellulaire et génomique typique des invertébrés », explique Carl-Philipp Heisenberg, professeur à l#39Institut des sciences et technologies d#39Autriche (ISTA). « En particulier, la larve d#39ascidie est un modèle idéal pour comprendre le développement précoce des vertébrés. »
Les derniers travaux de son groupe de recherche, publiés dans Mother nature Physics, donnent désormais de nouveaux aperçus sur leur développement. Les résultats suggèrent que lors de la fécondation des ovocytes ascidiens, les forces de friction jouent un rôle essential dans le remodelage et la réorganisation de leur intérieur, annonçant les prochaines étapes de leur cascade de développement.
Décoder la transformation des ovocytes
Les ovocytes sont des cellules germinales femelles impliquées dans la copy. Après une fécondation réussie avec du sperme mâle, les ovocytes animaux subissent généralement une réorganisation cytoplasmique, modifiant leur contenu et leurs composants cellulaires. Ce processus établit le modèle du développement ultérieur de l#39embryon. Chez les ascidies, par exemple, ce remaniement conduit à la development d#39une saillie en forme de cloche – une petite bosse ou une forme de nez – connue sous le nom de pôle de contraction (CP), où se rassemblent les matériaux essentiels qui facilitent la maturation de l#39embryon. Le mécanisme sous-jacent à l’origine de ce processus reste cependant inconnu.
Un groupe de scientifiques de l#39ISTA, de l#39Université de Paris Cité, du CNRS, du King#39s Faculty de Londres et de Sorbonne Université a entrepris de déchiffrer ce mystère. Pour cette entreprise, le groupe Heisenberg a importé des ascidies adultes de la station maritime de Roscoff en France. Presque tous les ascidies sont hermaphrodites, motor vehicle ils produisent des cellules germinales mâles et femelles. « En laboratoire, nous les conservons dans des réservoirs d#39eau salée d#39une manière adaptée à l#39espèce pour obtenir des ovules et des spermatozoïdes afin d#39étudier leur développement embryonnaire précoce », explique Silvia Caballero-Mancebo, première auteure de cette étude et ancienne doctorante au laboratoire Heisenberg..
Les scientifiques ont analysé au microscope les ovocytes d#39ascidies fécondés et ont réalisé qu#39ils suivaient des changements très reproductibles dans la forme des cellules menant à la development du pôle de contraction. La première enquête des chercheurs s#39est concentrée sur le cortex d#39actomyosine (cellule), une framework dynamique trouvée sous la membrane cellulaire des cellules animales. Composé de filaments d’actine et de protéines motrices, il agit généralement comme un moteur des changements de forme des cellules.
« Nous avons découvert que lorsque les cellules sont fécondées, une rigidity accrue dans le cortex d#39actomyosine provoque sa contraction, entraînant son mouvement (flux), entraînant les premiers changements de forme de la cellule », poursuit Caballero-Mancebo. Les flux d#39actomyosine se sont toutefois arrêtés lors de l#39growth du pôle de contraction, ce qui suggère qu#39il existe d#39autres acteurs responsables de la bosse.
Les forces de friction ont un affect sur le remodelage des cellules
Les scientifiques ont examiné de as well as près d’autres composants cellulaires susceptibles de jouer un rôle dans l’expansion du pôle de contraction. Ce faisant, ils ont découvert le myoplasme, une couche composée d#39organites et de molécules intracellulaires (dont des formes apparentées se trouvent dans de nombreux œufs de vertébrés et d#39invertébrés), positionnée dans la région inférieure de l#39œuf d#39ascidie. « Cette couche spécifique se comporte comme un solide extensible : elle alter de forme avec l#39ovocyte pendant la fécondation », explique Caballero-Mancebo.
Au cours du flux du cortex d#39actomyosine, le myoplasme se plie et forme de nombreuses boucles en raison des forces de friction établies entre les deux composants. À mesure que le mouvement de l’actomyosine s’arrête, les forces de friction disparaissent également. « Cette cessation conduit finalement à l#39growth du pôle de contraction à mesure que les multiples boucles du myoplasme se transforment en une bosse bien définie en forme de cloche », ajoute Caballero-Mancebo.
L’étude fournit un nouvel aperçu de la manière dont les forces mécaniques déterminent la forme des cellules et de l’organisme. Cela montre que les forces de friction sont essentielles à la formation et à la formation d’un organisme en évolution. Cependant, les scientifiques commencent seulement à comprendre le rôle spécifique de la friction dans le développement embryonnaire. Heisenberg ajoute : « Le myoplasme est également très intriguant, car or truck il est également impliqué dans d#39autres processus embryonnaires des ascidies. Explorer ses propriétés matérielles inhabituelles et comprendre comment ils jouent un rôle dans la formation des ascidies sera très intéressant. »
