Des chercheurs rapportent le 29 février dans la revue Cell Stories que le ruban de Golgi, une framework organite que l#39on pensait auparavant unique aux vertébrés, est également présent dans les taxons animaux, notamment les mollusques, les vers de terre et les oursins. La fonction du ruban de Golgi est encore énigmatique, mais sa présence dans diverses lignées animales indique que sa fonction n#39est pas spécifique aux vertébrés, comme on le pensait auparavant. L’équipe a également montré que les rubans de Golgi se forment à un moment précis au cours de l’embryogenèse, ce qui suggère qu’ils pourraient jouer un rôle dans la différenciation cellulaire.
« Le ruban de Golgi est une innovation très ancienne et beaucoup furthermore répandue qu#39on ne le pensait auparavant », explique l#39auteur principal et biologiste cellulaire Francesco Ferraro de la Stazione Zoologica Anton Dohrn. « On ne sait toujours pas pourquoi cette composition est nécessaire, mais le fait qu#39elle soit conservée depuis in addition de 600 tens of millions d#39années et qu#39elle soit encore si répandue suggère que ses fonctions sont vraiment fondamentales. »
Les complexes de Golgi se retrouvent universellement chez les eucaryotes, mais leur organisation globale varie. Les organites sont constitués d#39empilements de sacs membraneux qui traitent et emballent les protéines afin qu#39elles puissent être transportées vers d#39autres parties de la cellule ou excrétées par la cellule. Les eucaryotes unicellulaires ont tendance à avoir des piles de Golgi uniques, tandis que les plantes, les champignons et certains animaux ont plusieurs piles dispersées dans le cytoplasme, et d#39autres animaux ont plusieurs piles de Golgi qui sont reliées pour former une construction en forme de ruban.
Le consensus actuel parmi les biologistes cellulaires est que les rubans de Golgi sont exclusifs aux vertébrés, mais lorsque l#39équipe de Ferraro a observé un Golgi en forme de ruban dans les embryons d#39oursins, ils ont entrepris d#39étudier la fréquence des rubans de Golgi chez les non-vertébrés. Pour ce faire, les chercheurs ont étudié la construction de Golgi chez des représentants de divers taxons animaux et d#39eucaryotes unicellulaires étroitement apparentés.
Ils ont découvert que les rubans de Golgi sont présents chez les vertébrés et les invertébrés, notamment les mollusques, les annélides (par exemple les vers de terre) et les échinodermes (par exemple les étoiles de mer et les oursins). Cependant, les rubans de Golgi ne sont pas présents chez les arthropodes ou les nématodes ni chez les taxons animaux in addition primordiaux, tels que les éponges et les gelées en peigne. Sur la base de leur présence dispersée mais répandue, les chercheurs pensent que les rubans de Golgi n#39ont évolué qu#39une seule fois – il y a approximativement 600 millions d#39années chez l#39ancêtre de tous les cnidaires et bilatériens, qui comprend tous les animaux à l#39exception des éponges, des gelées en peigne et des placozoaires – mais qu#39ils ont été perdu par la suite dans certaines lignées bilatérales, notamment les nématodes et les arthropodes.
« Les rubans de Golgi sont antérieurs à l#39évolution et à la diversification de la lignée des vertèbres, ce qui signifie qu#39ils n#39ont pas évolué pour faire quelque chose de spécifique à la physiologie cellulaire des vertébrés », explique Ferraro.
Ensuite, l’équipe a voulu explorer le mécanisme derrière la development et l’évolution du ruban de Golgi. Dans les cellules de mammifères, les rubans de Golgi se forment lorsque plusieurs piles de Golgi sont liées entre elles by using des attaches moléculaires qui incluent des protéines « GRASP », qui relient les piles de Golgi adjacentes, et des protéines « golgin », qui servent de points d#39ancrage pour les protéines GRASP. Les chercheurs savaient grâce à des études antérieures que la development du ruban nécessite que les GRASP se lient à l#39un ou l#39autre des deux golgins, et en utilisant la modélisation AlphaFold2, ils en ont déduit que ces factors d#39ancrage ont probablement évolué à des times différents : leur analyse a prédit qu#39un point d#39ancrage a évolué chez l#39ancêtre commun de tous. les animaux multicellulaires, tandis que la liaison par les autres golgins semble avoir évolué chez l#39ancêtre commun des cnidaires (anémones de mer, coraux et méduses) et des bilatériens.
La fonction des rubans de Golgi reste énigmatique, mais les chercheurs soupçonnent qu#39ils soient impliqués dans la différenciation cellulaire au cours de l#39embryogenèse. En analysant la dynamique de Golgi dans le développement des oursins (Paracentrotus lividus), des ascidies et des lancettes, ils ont montré que les piles de Golgi restent séparées pendant les premiers cycles de division cellulaire, mais qu#39elles se connectent pour former un ruban de Golgi centralisé à un moment précis de l#39embryogenèse..
« La development de ces rubans de Golgi centralisés se produit juste avant la gastrulation, qui est le stade de développement au cours duquel les embryons établissent le sort des différents tissus et le system corporel de l#39animal », explique Ferraro. « Sur la base de ce calendrier de formation conservé, nous proposons que le ruban de Golgi pourrait avoir une fonction dans le développement et la différenciation de l#39embryon, ce à quoi personne n#39avait pensé auparavant. »
Aujourd#39hui, les chercheurs « testent l#39idée selon laquelle le ruban a réellement quelque chose à voir avec la différenciation », explique Ferraro. Comprendre la fonction des rubans de Golgi pourrait avoir des implications médicales importantes, car on sait que les rubans de Golgi se démontent et contribuent à la pathologie des maladies neurodégénératives, du most cancers et de certaines infections virales.
« Le démontage du ruban est impliqué dans de nombreuses pathologies humaines, et donc peut-être que si nous comprenons quelle est sa fonctionnalité, nous pourrons mieux comprendre les causes de ces maladies », explique Ferraro.
Cette recherche a été soutenue par la Stazione Zoologica Anton Dohrn et le ministère italien de l#39Université et de la Recherche.
