Des protéines messagères, clefs du positionnement cellulaire

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Des chercheurs du CNRS¹ ont découvert un nouveau mode de signalisation cellulaire utilisé dans la mise en place des réseaux neuronaux. Leur travail suggère que la formation des connexions entre la rétine et le cerveau dépendrait d'un échange direct de protéines entre cellules. Publié dans la revue Nature du 3 novembre 2005, il ouvre des perspectives pour la compréhension des mécanismes de navigation cellulaire au cours du développement.

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La flèche indique la source de protéine messagère. A son contact, certains neurones de la rétine sont attirés et d'autres repoussés. La protéine guide ainsi l'établissement des réseaux neuronaux. On peut visualiser sur le schéma de gauche, grâce à un marq

Dans tout organisme, les cellules doivent connaître leur position et la communiquer à leurs voisines. Cette fonction est particulièrement importante au cours du développement quand de nombreuses cellules migrent, parfois sur de très grandes distances. Pour ce faire, chaque cellule exprime des protéines jouant le rôle de marqueurs positionnels. Agissant dans le noyau, elles ne sont pas supposées en sortir. Or, pour que le marquage positionnel soit utile, il faut qu'il s'exprime à la surface des cellules. Il était donc admis que ces protéines marquent la position de "leur" cellule en régulant l'expression de gènes codant pour d'autres facteurs qui sont, eux, exportés hors des cellules. Nombre de facteurs jouant ce rôle ont été identifiés.

Il y a déjà plusieurs années, les chercheurs de l'équipe CNRS dirigée par Alain Prochiantz à l'Ecole normale supérieure, avaient observé que certains marqueurs positionnels nucléaires étaient également capables de s'échanger entre cellules². Ils avaient alors proposé que l'échange d'information de position puisse se faire directement par transfert de ces facteurs nucléaires, rebaptisés "protéines messagères". Dans l'article publié le 3 novembre dans Nature, ils apportent de nouvelles preuves à l'appui de cette hypothèse³.

Ils se sont intéressés à un cas de migration cellulaire particulier : l'établissement des réseaux neuronaux, dans le système visuel. Lors de la formation de ces réseaux, les neurones envoient des prolongements, des axones, dont l'extrémité appelée cône de croissance lit les signaux disposés le long du trajet et prend les décisions de navigation. Les chercheurs ont montré que l'orientation des cônes de croissance de la rétinerétine dépend de leur contact direct avec une protéine messagère exprimée par une structure cérébrale précise. Leur travail démontre que pour être efficace, la protéine messagère doit entrer dans le cône de croissance et y réguler localement la synthèse de protéines.

Ce mode de transfert direct d'information positionnelle entre cellules est remarquable par son caractère extrêmement économique en information génétiquegénétique. Dans la mesure où de nombreuses protéines messagères sont exprimées non seulement au cours du développement, mais aussi chez l'adulte, on envisage que ce mode de signalisation joue un rôle physiologique important.

Notes :

1 Unité Développement et évolution du système nerveux (CNRS - Ecole normale supérieure).
2 Depuis, l'équipe a identifié les mécanismes originaux de sécrétionsécrétion et de pénétration de ces protéines.
3 En collaboration avec l'équipe de Christine Holt (Université de Cambridge, Angleterre).