Puzzle résolu : comment les cellules végétales savent-elles quand arrêter de croître

Il a été Un vieux mystère en biologie : comment les cellules connaissent-elles leur taille ?

Il s’avère que la réponse était cachée dans les fichiers informatiques de Robert Sablowski, où il collecte de la poussière virtuelle depuis 2013. “J’ai les données depuis des années et des années, mais je n’ai pas cherché dans le bon sens” au Centre John Innes à Norwich, en Angleterre, explique Sablosky, un biologiste des cellules végétales. Il examinait, dans un projet antérieur, une protéine appelée KRP4. En la combinant avec une protéine de méduse fluorescente pour la faire briller, Sablowski a pu l’étudier à l’intérieur d’une cellule végétale, mais il n’avait aucune idée que ce serait la clé pour comprendre la régulation de la taille des cellules.

Pour que les organismes se développent, leurs cellules doivent subir un schéma de croissance, de réplication de l’ADN et de division. Mais les scientifiques qui étudient ce processus, connu sous le nom de cycle cellulaire, ont remarqué depuis longtemps que les divisions ne sont pas nécessairement identiques – les cellules se divisent souvent de manière asymétrique et leur taille est en quelque sorte corrigée plus tard. à Une étude publiée dans La science Le mois dernier, Sablolowski et ses collègues ont révélé comment les plantes le font : les cellules utilisent leur propre ADN comme une sorte de tasse à mesurer. Alors que la découverte a été faite en étudiant une plante appelée Arabidopsis, pourrait avoir de vastes implications pour comprendre la régulation de la taille des cellules chez les animaux et les humains, et pourrait même influencer l’avenir de la production végétale.

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Déterminer comment les cellules évaluent leur taille est complexe, car la plupart des protéines cellulaires sont proportionnelles à la taille de la cellule elle-même. Sablowski compare la situation à essayer de se mesurer avec son bras. “Vous ne pouvez pas faire cela, car votre bras grandit proportionnellement à votre corps”, dit-il. “Vous avez besoin d’une référence extérieure pour connaître votre taille.” Mais ce qui ne change pas à mesure que la cellule grandit, c’est son ADN. Les scientifiques ont longtemps spéculé qu’une cellule pourrait utiliser son ADN comme indicateur pour mesurer sa taille, mais l’équipe de Sablowski est la première à montrer des preuves de ce processus.

dit Martin Howard du John Innes Center, qui a aidé à développer les modèles mathématiques nécessaires à la percée. La régulation de la forme et de la taille est importante car elles sont étroitement liées au fonctionnement d’une cellule : elle est très grande et il peut être difficile pour une cellule de récupérer rapidement les informations contenues dans son ADN ; Trop petit et la cellule n’a pas assez d’espace pour se diviser correctement, provoquant des erreurs de division et de croissance qui peuvent conduire à la maladie.

Arabidopsis C’est en fait une mauvaise herbe, selon Sablowski, mais elle est considérée comme un organisme modèle en biologie végétale car elle est facile à cultiver et à mûrir rapidement. Cela signifie qu’il a été bien étudié par d’autres chercheurs dans ce domaine. ‘Société pour Arabidopsis explique Marco Dario, un étudiant diplômé du John Innes Center, qui a conçu et aidé à mener l’expérience. “La même configuration expérimentale qui nous a pris trois ou quatre ans – sans la communauté, cela aurait facilement pris 10 à 15 ans”

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L’équipe s’est agrandieما Arabidopsis Dans des pots pendant environ six semaines, coupez ensuite l’extrémité de la jeune plante en développement, la partie où de nouvelles feuilles et fleurs apparaissent, pour observer leur croissance continue au microscope. Ils peuvent suivre l’emplacement et la taille de chaque cellule à la fin de la croissance à différents stades du cycle cellulaire, à un grossissement d’environ 1000X. Sablowski et D’Ario ont échangé des quarts de travail, vérifiant les cellules toutes les deux heures pendant deux jours. “Nous avions l’équipement et le matériel. Nous avions juste besoin de retrousser nos manches et de faire un essai de 48 heures pour obtenir les données que personne d’autre n’avait”, explique Sablosky.

Jacinthe Poulin

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