chapitre 11 La communication cellulaire 249
Comment cela est-il possible ? En fait, la spécificité que
montrent les réponses cellulaires aux signaux s’explique de la
même façon que la plupart des autres différences entre les
cellules : parce que différents types de cellules activent différents
types de gènes, les différents types de cellules ont chacun un
ensemble unique de protéines (figure 11.18). Une cellule répond
à un signal en fonction de ses récepteurs protéiques, de ses
intermédiaires protéiques et de ses protéines cytoplasmiques.
Une cellule hépatique, par exemple, est prête à répondre à
l’adrénaline parce qu’elle produit toutes les protéines énumérées à la figure 11.16, ainsi que celles qui servent à fabriquer
le glycogène.
GTP
GDP
Le facteur de
reconnaissance
sexuelle active
le récepteur.
Récepteur couplé
à une protéine G
Microfilament
Formation
du bourgeon
du shmoo
Sous-unité
d’actine
1
La protéine G se lie
à la GTP et est activée.
Cascade de
phosphorylations
Facteur de reconnaissance
sexuelle
2
La cascade de phosphorylations
active la Fus3, qui se déplace
vers la membrane plasmique.
3
La Fus3
phosphoryle
la formine,
ce qui l’active.
4
La formine déclenche
la croissance de microfilaments
qui forment les bourgeons
du shmoo.
5
P
P
P
P
Fus3
Fus3
Fus3
Formine
Formine
Formine
Type sauvage (avec shmoos)
∆Fus3
∆formine
. Figure 11.17
comment les signaux déclenchent-ils une croissance cellulaire directionnelle
lors de l’accouplement des levures ?
eXpérIenCe Lorsqu’un facteur de reconnaissance sexuelle d’une levure
se lie à une levure de type sexuel opposé, une voie de transduction l’amène
à produire un bourgeon orienté vers ce partenaire éventuel. On appelle
« shmoo » la cellule sur laquelle pousse le bourgeon parce qu’elle évoque
la forme du personnage ainsi nommé dans la bande dessinée créée par
Al Capp (19091979). Dina Matheos et ses collègues du laboratoire
Mark Rose à la Princeton University ont voulu savoir comment les signaux
du facteur de reconnaissance sexuelle déclenchaient cette croissance
asymétrique. Des travaux précédents avaient démontré que l’activation
de Fus3, l’une des kinases de la cascade de signaux, l’amenait à se déplacer vers la membrane près de l’endroit où le facteur se lie. Des expériences
préliminaires de Dina Matheos et ses collègues avaient révélé que la formine, une protéine qui dirige la construction de microfilaments, était la
cible de la phosphorylation de la kinase Fus3. Pour examiner le rôle de
cette kinase et de la formine dans la formation de shmoos, les chercheurs
ont généré deux souches de cellules mutantes : l’une dépourvue de kinase
(cette souche s’appelle DFus3), et l’autre, de formine (Dformine). Pour
observer les effets de ces mutations sur la croissance cellulaire déclenchée
par le facteur de reconnaissance sexuelle, les chercheurs ont d’abord
imprégné de vert fluorescent les parois cellulaires de chacune des souches.
Ils ont ensuite exposé au facteur de reconnaissance sexuelle ces cellules
colorées en vert, après quoi ils ont teint la nouvelle paroi cellulaire en
croissance avec un colorant rouge fluorescent. Ils ont alors comparé des
images des cellules après cette dernière teinture avec une souche traitée de
la même façon mais possédant la Fus3 et la formine (le type sauvage).
résultats Les cellules de la
souche sauvage présentaient des
shmoos avec des bourgeons
dont la paroi était teinte en
rouge, tandis que le reste de
la paroi cellulaire était verte,
ce qui indiquait une croissance
asymétrique. Ni les cellules de
la souche DFus3 ni celles de la
souche Dformine ne présentaient de bourgeons, et leur paroi
cellulaire était presque uniformément jaune. Cette couleur
résultait de la combinaison des
teintures verte et rouge, et révélait une croissance symétrique
caractéristique des cellules qui
n’ont pas été exposées au facteur de reconnaissance sexuelle.
ConClusIon La défectuosité – l’incapacité de former des shmoos – des souches auxquelles il manque
soit de la Fus3 soit de la formine semble indiquer que ces deux protéines sont essentielles à la formation de shmoos. Ces résultats ont convaincu les chercheurs de proposer le modèle illustré cidessus
pour expliquer que la croissance asymétrique de la cellule réceptrice est dirigée vers la cellule du type
sexuel opposé.
sourCe D. Matheos et al., Pheromoneinduced polarization is dependent on the Fus3p MAPK
acting through the formin Bni1, Journal of Cell Biology 165 : 99109 (2004).
et sI ?
Selon ces résultats et le modèle proposé par ces chercheurs, qu’arriveraitil à une
cellule si sa kinase Fus3 était incapable de fusionner avec la membrane après activation ?
investiGation
Comment cela est-il possible ? En fait, la spécificité que
montrent les réponses cellulaires aux signaux s’explique de la
même façon que la plupart des autres différences entre les
cellules : parce que différents types de cellules activent différents
types de gènes, les différents types de cellules ont chacun un
ensemble unique de protéines (figure 11.18). Une cellule répond
à un signal en fonction de ses récepteurs protéiques, de ses
intermédiaires protéiques et de ses protéines cytoplasmiques.
Une cellule hépatique, par exemple, est prête à répondre à
l’adrénaline parce qu’elle produit toutes les protéines énumérées à la figure 11.16, ainsi que celles qui servent à fabriquer
le glycogène.
GTP
GDP
Le facteur de
reconnaissance
sexuelle active
le récepteur.
Récepteur couplé
à une protéine G
Microfilament
Formation
du bourgeon
du shmoo
Sous-unité
d’actine
1
La protéine G se lie
à la GTP et est activée.
Cascade de
phosphorylations
Facteur de reconnaissance
sexuelle
2
La cascade de phosphorylations
active la Fus3, qui se déplace
vers la membrane plasmique.
3
La Fus3
phosphoryle
la formine,
ce qui l’active.
4
La formine déclenche
la croissance de microfilaments
qui forment les bourgeons
du shmoo.
5
P
P
P
P
Fus3
Fus3
Fus3
Formine
Formine
Formine
Type sauvage (avec shmoos)
∆Fus3
∆formine
. Figure 11.17
comment les signaux déclenchent-ils une croissance cellulaire directionnelle
lors de l’accouplement des levures ?
eXpérIenCe Lorsqu’un facteur de reconnaissance sexuelle d’une levure
se lie à une levure de type sexuel opposé, une voie de transduction l’amène
à produire un bourgeon orienté vers ce partenaire éventuel. On appelle
« shmoo » la cellule sur laquelle pousse le bourgeon parce qu’elle évoque
la forme du personnage ainsi nommé dans la bande dessinée créée par
Al Capp (19091979). Dina Matheos et ses collègues du laboratoire
Mark Rose à la Princeton University ont voulu savoir comment les signaux
du facteur de reconnaissance sexuelle déclenchaient cette croissance
asymétrique. Des travaux précédents avaient démontré que l’activation
de Fus3, l’une des kinases de la cascade de signaux, l’amenait à se déplacer vers la membrane près de l’endroit où le facteur se lie. Des expériences
préliminaires de Dina Matheos et ses collègues avaient révélé que la formine, une protéine qui dirige la construction de microfilaments, était la
cible de la phosphorylation de la kinase Fus3. Pour examiner le rôle de
cette kinase et de la formine dans la formation de shmoos, les chercheurs
ont généré deux souches de cellules mutantes : l’une dépourvue de kinase
(cette souche s’appelle DFus3), et l’autre, de formine (Dformine). Pour
observer les effets de ces mutations sur la croissance cellulaire déclenchée
par le facteur de reconnaissance sexuelle, les chercheurs ont d’abord
imprégné de vert fluorescent les parois cellulaires de chacune des souches.
Ils ont ensuite exposé au facteur de reconnaissance sexuelle ces cellules
colorées en vert, après quoi ils ont teint la nouvelle paroi cellulaire en
croissance avec un colorant rouge fluorescent. Ils ont alors comparé des
images des cellules après cette dernière teinture avec une souche traitée de
la même façon mais possédant la Fus3 et la formine (le type sauvage).
résultats Les cellules de la
souche sauvage présentaient des
shmoos avec des bourgeons
dont la paroi était teinte en
rouge, tandis que le reste de
la paroi cellulaire était verte,
ce qui indiquait une croissance
asymétrique. Ni les cellules de
la souche DFus3 ni celles de la
souche Dformine ne présentaient de bourgeons, et leur paroi
cellulaire était presque uniformément jaune. Cette couleur
résultait de la combinaison des
teintures verte et rouge, et révélait une croissance symétrique
caractéristique des cellules qui
n’ont pas été exposées au facteur de reconnaissance sexuelle.
ConClusIon La défectuosité – l’incapacité de former des shmoos – des souches auxquelles il manque
soit de la Fus3 soit de la formine semble indiquer que ces deux protéines sont essentielles à la formation de shmoos. Ces résultats ont convaincu les chercheurs de proposer le modèle illustré cidessus
pour expliquer que la croissance asymétrique de la cellule réceptrice est dirigée vers la cellule du type
sexuel opposé.
sourCe D. Matheos et al., Pheromoneinduced polarization is dependent on the Fus3p MAPK
acting through the formin Bni1, Journal of Cell Biology 165 : 99109 (2004).
et sI ?
Selon ces résultats et le modèle proposé par ces chercheurs, qu’arriveraitil à une
cellule si sa kinase Fus3 était incapable de fusionner avec la membrane après activation ?
investiGation