Découverte de la symbiose cellulaire : des chercheurs de Bielefeld révèlent les secrets de la matrice extracellulaire !

Découverte de la symbiose cellulaire : des chercheurs de Bielefeld révèlent les secrets de la matrice extracellulaire !

Le 18 août 2025, une équipe de recherche internationale, dont l'Université de Bielefeld, a publié une étude révolutionnaire dans la revueActes de l'Académie nationale des sciences(PNAS). L'étude examine comment les cellules d'une équipe forment des structures complexes, notamment grâce à l'interaction dans la matrice extracellulaire (ECM) produite par les cellules. L'objectif de la recherche était l'organisme modèle Volvox carteri, une algue verte composée d'environ 2 000 cellules.

Les scientifiques ont utilisé une protéine ECM marquée par fluorescence appelée phérophorine II pour visualiser les structures de l'ECM. Pour ce faire, ils ont utilisé un microscope confocal à balayage laser (CLSM), qui a permis d'obtenir une image haute résolution de l'ECM. Les résultats ont montré que la phérophorine II est localisée au niveau des structures limites de la MEC et que la stabilité des structures externes est maintenue malgré les différentes protéines produites entre les cellules. Il est intéressant de noter que les compartiments de l’ECM suivent une distribution mathématique k-gamma.

Développement dynamique et auto-organisation

L’une des principales conclusions de l’étude est la capacité des cellules à créer collectivement des structures externes stables sans avoir besoin d’une coordination directe. Cela suggère un processus d’auto-organisation. Les chercheurs ont également découvert que les structures ECM ont des limites arrondies ou polygonales qui changent à mesure que les algues se développent.

L'équipe de recherche était composée de divers experts, dont le professeur Armin Hallmann, le Dr Benjamin von der Heyde et le Dr Eva Laura von der Heyde de l'Université de Bielefeld, ainsi que Anand Srinivasan, le Dr Sumit Kumar Birwa, le Dr Steph Höhn et le professeur Raymond Goldstein de l'Université de Cambridge. Cet effort de collaboration est soutenu par le financement du Wellcome Trust et de la Fondation John Templeton.

Le rôle de la matrice extracellulaire

La matrice extracellulaire joue un rôle crucial dans la communication et l’interaction cellulaire. Il s’agit d’une substance basique hétérogène qui comprend de l’eau, des glycoprotéines, des polysaccharides et des nutriments importants. Les principaux composants comprennent également le collagène, qui forme différents types de fibres et est présent dans presque tous les tissus. Cette matrice influence non seulement les propriétés des tissus, mais également le comportement cellulaire à travers les interactions entre protéines et composants de la matrice.

L'étude montre également que 54 % des gènes de V. carteri sont spécifiques à des types cellulaires. Deux promoteurs majeurs spécifiques à un type de cellule ont été identifiés : PCY1, qui est actif dans les cellules reproductrices (gonidies), et PFP, qui agit dans les cellules somatiques. Ces promoteurs fournissent des outils moléculaires efficaces pour la manipulation génétique et l'étude des fonctions des gènes au sein de V. carteri.

Dans l’ensemble, la recherche met en évidence l’importance de la dynamique de l’ECM pour la formation et la stabilité de structures cellulaires complexes et ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre la multicellularité et la division cellulaire.

La publication originale, écrite par Benjamin von der Heyde et al., a été publiée le 12 août 2025 et peut être consultée sous le DOI : 10.1073/pnas.2425759122 peut être consulté.

Pour plus d'informations sur la matrice extracellulaire, veuillez visiter Wikipédia.

L'étude de V. carteri et des organismes apparentés pourrait avoir de vastes applications en biologie synthétique et en recherche médicale, comme le développement de thérapies plus spécifiques ou l'approfondissement de notre compréhension du comportement cellulaire.

uni-bielefeld.de rapporte que les découvertes scientifiques sur la capacité d'auto-organisation des cellules ouvrent de nouvelles voies dans la recherche biologique.

En résumé, la recherche élargit nos perspectives sur la complexité de la vie et met en lumière l’interaction des cellules dans leur environnement naturel.