Les forces physiques à l’origine de l’auto-assemblage de l’appareil de Golgi selon un modèle de simulation informatique

L’appareil de Golgi est un organite essentiel à la maturation des protéines au sein des organismes eucaryotes. Une grande partie des protéines fraichement synthétisées à l’intérieur d’une cellule doivent effectivement passer par ce complexe cytoplasmique formé de plusieurs membranes connectées les unes aux autres pour acquérir différentes modifications post-traductionnelles et devenir complètement fonctionnelles.

Lorsqu’une cellule se divise, cette machinerie protéique complexe se décompose pour ensuite se reformer à l’intérieur des cellules-filles résultantes de la division cellulaire, mais ce processus reste encore très peu compris.

Le Professeur Masashi Tachikawa, qui travaille au sein du laboratoire de biologie théorique du Professeur Atsushi Mochizuki au RIKEN, a choisi d’en savoir davantage. Se basant sur de précédents résultats suggérant que le désassemblage et la reconstruction de l’appareil de Golgi était moins le fruit d’un processus contrôlé par la cellule elle-même que par les forces physiques induites par la division cellulaire, les scientifiques du RIKEN ont choisi de modéliser ce mécanisme afin d’en déchiffrer les principales clefs.

Ils ont ainsi développé un modèle de simulation informatique qui recense les caractéristiques physiques et thermodynamiques des membranes de l’appareil de Golgi ainsi que les effets des protéines qui se lient et se réorganisent au sein du complexe. Cette simulation permet de savoir quels facteurs physiques peuvent soit induire un assemblage des vésicules fragmentées après la division cellulaire en une structure organisée, soit conduire à une structure déformée.

Les résultats obtenus viennent supporter l’idée d’un auto-assemblage de l’appareil de Golgi et de manière plus générale, ils soulignent l’intérêt de la simulation informatique pour visualiser et recréer des processus cellulaires dynamiques et complexes trop difficiles à observer en microscopie.

Source : Tachikawa, M. , Mochizuki, A. Golgi apparatus self-organizes into the characteristic shape via postmitotic reassembly dynamics. Proc Natl Acad Sci USA 20, 5177–5182 (2017). http://www.pnas.org/content/114/20/5177.full.pdf?bcsi_scan_cabb249f18b09402=QLTB/uYtgY01NmQ/aarR9IrBy+U0AAAAe/d1TQ==&bcsi_scan_filename=5177.full.pdf

Rédaction : Thibaut Dutruel, ch.mission.sdv chez ambafrance-jp.org