SANTÉ CELLULAIRE : Comment les cellules gèrent leur trafic moléculaire

L’étude se concentre donc sur le déplacement à la fois rapide et efficace des molécules à travers les pores de la double membrane qui enveloppe le noyau, un déplacement généralement dénué de collision ou de congestion. Grâce à cette technique d'imagerie avancée, les scientifiques ont pu suivre les mouvements moléculaires en 3D, à l’échelle de quelques millisecondes et à un niveau de définition 100.000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu. Ces travaux révèlent que :

• l'importation ou processus d'entrée des molécules dans le noyau et se produisent via des voies qui se chevauchent au sein du complexe de pores nucléaires : ces processus ne s’effectuent donc pas, comme on le pensait jusque-là via des voies distinctes ;
• le système de circulation, surprenant, évite les collisions grâce à un déplacement des molécules qui se se produit « les unes autour des autres » : en d’autres termes, les molécules se contournent ;
• ainsi, les molécules se déplacent dans des conduits étroits dans les deux sens, s'entrelaçant les unes autour des autres plutôt que de suivre une double voie à 2 sens, comparable à une autoroute ;
• ce déplacement moléculaire n’utilise qu'une petite section transversale du diamètre du pore, migrant à proximité des parois du canal et évitant le centre ; les molécules semblent emprunter l'un des 8  canaux de transport distincts identifiés, chacun étant confiné à un seul rayon de l'anneau périphérique,

• ce qui suggère l’existence d’un mécanisme structurel contribuant à la régulation du trafic. moléculaire ;

• d’ailleurs, un réseau de protéines désordonnées bloque en partie le pore, ce qui ralentit considérablement ces déplacements ;
• en dépit de la lenteur du mouvement, le transport n’est pas bloqué, seulement ralenti, et il évite la congestion. La composition de « ce bouchon central » reste inconnue.

Le rôle clé des NPC : les pores nucléaires (NPC, nuclear pore complexes) jouent un rôle crucial dans la fonction cellulaire, et leur dysfonctionnement est associé à de nombreuses maladies, notamment des maladies cérébrales progressives comme la sclérose latérale amyotrophique, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Huntington. De plus, l'augmentation du trafic via les pores nucléaires est reconnue comme importante pour la croissance cancéreuse. Ainsi, le trafic via les pores nucléaires constitue l’une des fonctions cellulaires fondamentales.

Toute interférence avec cette fonction peut entraîner des effets secondaires importants et des maladies.

Les scientifiques travaillent à distinguer les effets qui se produisent au niveau du pore lui-même et ceux qui se produisent hors du pore, comme l’assemblage et le désassemblage du complexe de transport. Et à lier ces dysfonctionnements au développement de certaines maladies : par exemple, des mutations du gène c9orf72, associées à la SLA et à la démence frontotemporale, peuvent entraîner la formation d'agrégats bloquant les pores nucléaires.

On comprend donc l’intérêt d’une imagerie de plus en plus performante qui permette d’observer et de décrypter, en temps réel et de manière dynamique, l’ensemble de ces déplacements au niveau moléculaire. 

Avec à la clé, des données cruciales sur la fonction cellulaire et les maladies associées.