Antoine Jégou Quels sont les ingrédients pour construire, diversifier et maintenir le squelette d’une cellule ?

Le réseau d’actine : une multitude de formes pour une multitude de fonctions

L’actine est une protéine très abondante dans nos cellules, capable de s’autoassembler pour former des filaments, ces filaments formant eux-mêmes ensuite des réseaux. Cela permet aux cellules de maintenir leur forme, de bouger, grandir et se diviser, comme une sorte de squelette de la cellule. Les filaments d’actine peuvent être très divers en fonction de leur taille, forme et propriétés mécaniques. De plus, certaines protéines capables de s’associer à l’actine contribuent fortement à définir l’identité de chacun de ces réseaux. Pourtant, faute de mesures précises, les chercheurs ne comprennent pas encore comment l'identité des réseaux d'actine est établie et maintenue. Comment ces réseaux, dont les architectures et les dynamiques d'assemblage sont étonnamment différentes, peuvent coexister dans la cellule ? Comment les protéines associées à l'actine préfèrent-elles cibler un réseau en particulier plutôt que le réseau voisin ?

La microfluidique à la rescousse

Si les différents réseaux possèdent des propriétés différentes, c’est grâce à leur contenu, à leur l’association avec d’autres protéines et à leurs contraintes mécaniques. Comment étudier les interactions entre ces multiples facteurs, si importants pour déterminer l’identité et donc la fonction, des réseaux d’actine ? Une façon d’aborder ces questions est de reconstituer des réseaux d’actine en dehors de la cellule, in vitro, en ajoutant un à un tous les facteurs impliqués dans leur construction et leur fonction. Ces facteurs doivent pouvoir être étudiés de manière séquentielle et quantitative, de l’échelle du filament individuel jusqu’aux réseaux de filaments, tout en contrôlant de nombreux paramètres. Cela constitue un défi technique important que l’équipe d’Antoine Jégou s’apprête à relever avec la microfluidique, une technique qu’il développe dans son laboratoire depuis plus de 10 ans.

Comme dans la cellule

Les chambres microfluidiques qu’Antoine Jégou propose d’utiliser sont très étroites, mesurant typiquement un millimètre de large et seulement vingt micromètres de haut. Dans ces chambres, il peut placer et observer en même temps une centaine de filaments d’actine, d’un ou plusieurs types, puis les soumettre à différentes contraintes, les exposer à différentes protéines et à différentes forces. Dans ces chambres les filaments vont s’allonger plus ou moins vite, interagir entre eux et avec différentes protéines qui changeront leur forme et leur propriétés mécaniques. Ils vont trouver des obstacles, se tordre et se tendre. Tout cela sous l’œil des membres de l’équipe d’Antoine Jégou, qui feront tout pour mimer les situations que les filaments rencontrent dans une cellule. Ainsi, en étudiant les combinaisons de ces facteurs, et en s’aidant de méthodes d’analyses automatisées, l’équipe sera en mesure d'apporter une nouvelle compréhension des processus entrelacés/inter-dépendants qui régissent l'identité du réseau d'actine dans les cellules.

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