Dans de nombreux processus biologiques, l’interaction entre les cellules et la communication avec leur environnement sont essentielles à leur bon fonctionnement. Pour “sentir” leur environnement, les cellules utilisent des protubérances en forme de tube de la membrane cellulaire. Ils sont appelés filopodes et ils peuvent apporter des messages à la cellule à la fois sur leur environnement chimique et physique. Par exemple, les cellules utilisent les filopodes pour le bon développement de l’embryon, la croissance des cellules nerveuses et lorsque les cellules (comme les macrophages) doivent se déplacer vers des bactéries pathogènes afin de les supprimer.
Les chercheurs Natascha Leijnse, Lene Oddershede et Poul Martin Bendix de l’Institut Niels Bohr de l’université de Copenhague, ont étudié les propriétés physiques des filopodes en utilisant un piège optique, un microscope avec lequel vous pouvez observer et influencer des cellules individuelles vivantes en utilisant un laser très focalisé afin de mesurer et suivre leurs mouvements. Pour ce faire, les chercheurs ont placé une petite bille en plastique sur la pointe de la structure des filopodes et en effectuant des mesures ultrasensibles de force, ils pouvaient déterminer l’activité dynamique d’un filopode. De plus, des marqueurs fluorescents ont été placés sur le “squelette” interne des filopodes, appelées actine, qui est responsable du mouvement du filopode, pour surveiller les mouvements au microscope.
Selo, Poul Martin Bendix :
Dans l’expérience nous avons saisi la bille posée sur l’extrémité de l’antenne du filopode et nous l’avons tiré avec le microscope à force ultrasensible durant 20 minutes. Nous avons pu mesurer que les cellules ont tiré vers l’arrière avec une force de 1 à 100 piconewtons, l’équivalent de la gravité sur un seul globule rouge. En outre, l’étude a révélé un nouveau mécanisme qu’utilisent les filopodes pour se déplacer. Nous avons observé que l’actine, à l’intérieur du filopodia, présentait un mouvement de torsion marqué et quand il recula, des plis en spirale se sont formés.
Ces plis en spirale ont été filmés en utilisant la microscopie à fluorescence, tout en mesurant la contraction. Le mécanisme de rotation, qu’a formée la spirale dans la structure de l’actine, est important pour permettre aux filopodes d’explorer leur environnement au moyen du mouvement de rotation.
Ces structures en forme de spirale se trouvent partout dans la nature. Par exemple, on a le brin d’ADN torsadé, ainsi que les cils cellulaires et les flagelles, qui sont une sorte de spirale rotative qui donnent aux bactéries et aux spermatozoïdes la capacité de nager.
Les résultats sont publiés dans la revue scientifique PNAS : Helical buckling of actin inside filopodia generates traction.
