Une équipe du Laboratoire d’Analyse et Modélisation pour la Biologie et l’Environnement (Lambe, labellisé Genopole) a mis au point une technique expérimentale pour étudier les nanotubes formés par les membranes cellulaires. Ces structures méconnues jouent un rôle essentiel dans le transport des biomolécules à travers la cellule.

La membrane est une structure en mouvement. Sous l’effet du cytosquelette (réseau de filaments qui assure la rigidité et les mouvements internes dans la cellule), la membrane est capable de se déformer jusqu’à constituer de longs tubes. Ces nanotubes se forment et se désassemblent dans les cellules de manière dynamique. Ils servent au transport des molécules biologiques à l’intérieur des cellules.

Sonder la surface de la membrane cellulaire grâce à la microscopie AFM

Cartographie de la surface de membrane
par microscopie à force atomique
(extrait de la figure 1 de la publication)

L’équipe « Matériaux polymères aux interfaces » du Lambe (Université d’Evry/CNRS/CEA/Université de Cergy-Pontoise) a développé une plateforme expérimentale pour élucider à l’échelle nanométrique les mécanismes de formation des nanotubes. L’approche repose sur la microscopie à force atomique, une technologie acquise par le Lambe et dont le laboratoire détient l’expertise. Ce travail a fait l’objet d’une publication dans Physical Review X en février 2020, en collaboration avec l’Institut Curie et le Laboratoire de Physique Théorique et Modèles Statistiques (LPTMS-Université Paris-Saclay).

A la manière d’un relevé topographique, le microscope sonde la surface de la membrane cellulaire et enregistre son élasticité par le mouvement d’une pointe nanométrique fixée sur un levier. Les chercheurs accèdent ainsi à la morphologie, la taille, la rigidité des nanotubes et à leur dynamique de formation. L’approche a d’ores et déjà délivré des résultats sur la mécanique des nanotubes, montrant la relation entre taille et rigidité, ou leur résistance à la compression latérale. La méthode du Lambe ouvre de larges perspectives d’études. Elle permettra notamment d’élucider l’action des protéines cellulaires sur le remodelage des nanotubes.

En développant cette plateforme expérimentale à la croisée de la physique et la biologie, le Lambe contribue à disséquer les mécanismes physiques qui sous-tendent les processus fondamentaux du trafic intracellulaire.

Références :
Mapping and Modeling the Nanomechanics of Bare and Protein-Coated Lipid Nanotubes. Phys. Rev. X 2020, 10, 011031.
DOI : 10.1103/PhysRevX.10.011031

- En savoir plus sur le site de l’Université d’Evry

- Lire le portrait de Guillaume Lamour sur le site de l’Universite d’Evry
Premier auteur de l’article, Guillaume Lamour a bénéficié d’une allocation post-doctorale de Genopole.

- Lire l’article

#Biotechnologies #Laboratoires