#trendsincellbiology #lysosomes #réparation #lysosomes Construits pour durer : remodelage et réparation des lysosomes dans la santé et la maladie

Remodelage et réparation lysosomal dans la maladie. Les altérations de la fonction des lysosomes associées à une biogenèse, une réparation ou un remodelage améliorés ou défectueux sont liées à des maladies telles que le cancer, la neurodégénérescence et les infections. Dans le cancer (en haut à gauche), une activité MiT/TFE élevée assure des niveaux accrus de biogenèse et d'activité des lysosomes (par exemple, des niveaux plus élevés d'expression de l'hydrolase). Des protéines membranaires supplémentaires du lysosome et des altérations potentielles de la composition lipidique peuvent favoriser une activité accrue et une résistance accrue aux dommages dans le contexte du cancer. Les troubles neurodégénératifs sont caractérisés par des défauts dans la biogenèse et la fonction des lysosomes, y compris une réparation membranaire défectueuse (en bas). L'accumulation de contenu intraluminal non digéré est une caractéristique de ces troubles. Le dysfonctionnement des lysosomes a des effets plus larges sur la physiologie cellulaire, notamment des défauts dans le trafic, la signalisation et les processus de contrôle de la qualité en aval tels que la mitophagie et la clairance des protéines mal repliées. En fin de compte, ces caractéristiques pathogènes s'aggravent pour provoquer la mort de populations cellulaires critiques dans le système nerveux central. Les agents pathogènes intracellulaires subvertissent le système endolysosomal afin de prendre le contrôle et de proliférer dans la cellule hôte (en haut à droite). Les agents pathogènes peuvent sécréter des facteurs spécialisés, qui reprogramment ou renversent les mécanismes de défense de l'hôte - tels que l'autophagie et la dégradation médiée par les lysosomes - tout en favorisant simultanément le remodelage du compartiment dans lequel ils résident. Abréviation: MiT/TFE, Microphtalmie/facteur de transcription E. 

 

Les lysosomes jouent un rôle majeur dans la régulation de la croissance et le catabolisme et sont reconnus comme des médiateurs essentiels du remodelage cellulaire. Un thème émergent est la façon dont le lysosome est lui-même soumis à un remodelage approfondi afin d'effectuer des tâches spécifiques qui répondent aux exigences changeantes de la cellule. En conséquence, les lysosomes peuvent subir des dommages physiques et subir des changements spectaculaires de composition par suite d’une infection par un agent pathogène, une accumulation d'agrégats de protéines ou une transformation cellulaire, nécessitant des voies dédiées pour leur réparation, leur remodelage et leur restauration. Dans cette revue, nous nous concentrons sur les mécanismes moléculaires émergents pour le remodelage fragmentaire des composants lysosomiques et la réparation en gros et discutons de leurs implications dans les défis physiologiques et pathogènes tels que le cancer, la neurodégénérescence et l'infection par des agents pathogènes. Roberto Zoncu, Rushica M. Perera, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 2 février 2022

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Préparation post : NZ

#thelancetchildandadolescenthealth #progeria #croissance Maturation squelettique et schémas de croissance des os longs chez des patients atteints de progeria : étude rétrospective

Jonhatan Hutchinson est le découvreur du syndrome de Hutchinson-Gilford progeria. Photographie de 1881.
Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Jonathan_Hutchinson

Le syndrome de Hutchinson-Gilford progeria (appelé Progeria dans cet Article) est un trouble génétique sporadique rare. Une des manifestations cliniques précoce est une croissance squelettique anormale ; toutefois, cette anomalie de croissance n’a pas été pleinement caractérisée. Notre but était de caractériser la maturation squelettique et les schémas de croissance des os longs chez des patients présentant un phénotype clinique de progeria.

Dans cette étude rétrospective, nous avons passé en revue les enquêtes de données sur le développement du squelette de patients (âge < 20 ans) atteints de progeria, obtenues sur une période de 9.5 ans. La plupart des enquêtes incluaient des radiographies des mains et des os longs (humérus, radius, cubitus, tibias, et péronés). Les âges osseux de ces patients étaient estimés selon les standards de Greulich et Pyle. L’étude de cohorte était scindée en deux groupes d’âge se chevauchant, selon des méthodes éprouvées d’étude de croissance des os longs : les mesures longitudinales de longueur des os étaient réalisées entre les physes pour le groupe enfance (sujets âgés de 12 ans et moins) et à partir des limites supérieures épiphyses proximales ossifiées jusqu’à la limite inférieure des épiphyses distales ossifiées pour le groupe adolescence (sujets âgés de 10 ans et plus). Les estimations d’âge osseux et de mesure de longueur des os étaient représentées sur des courbes en fonction de l’âge chronologique des patients et comparées avec les standards de référence. Les analyses statistiques étaient réalisées sur modèles mixtes.

85 patients atteints de progeria et 250 séries squelettiques étaient inclus dans notre étude.  Pour les deux sexes, les estimations d’âge osseux montraient un taux de maturation squelettique plus élevé que le taux normal de 1, quel que soit l’âge chronologique considéré (p<0.0001), avec un taux de maturation de 1.09 (Erreur Standard [ES] 0.02) chez les garçons et de 1.14 (0.02) chez les filles. 

Les longueurs longitudinales des os longs commençaient à dévier de la norme dès l’âge de 1-2 ans. Les courbes de croissance de ces os longs formaient un plateau à un niveau équivalent à environ la moitié de la longueur attendue pour la croissance d’un os normal et la demi-vie (période de temps pris pour la croissance jusqu’à une taille en longueur de l’os correspondant à la moitié de la longueur totale attendue) était également égale à la moitié du temps en comparaison de la norme.

Notre étude a établi des courbes de croissance qui pourraient servir de standards de référence de maturation squelettique et de croissance des os longs chez des patients présentant un phénotype clinique de progeria. Andy Tsai, MD, et al, dans The Lancet Child & Adolescent Health, publication en ligne en avant-première, 28 février 2020

Financement :  The Progeria Research Foundation, the US National Heart, Lung and Blood Institute, the Dana-Farber Cancer Institute Stop&Shop Pediatric Brain Tumor Program, the US National Center for Research Resources, US National Institutes of Health.

Source: The Lancet Online / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #feuille #croissance Cadre de Développement et Diversité de la Forme des Feuilles basés sur la Croissance

1. Décomposition de la forme de la feuille en fonction des comportements cellulaires
Le destin cellulaire est cartographié ci-dessus à partir d'une technique d'imagerie en temps réel
2. Reconstruction in silicoCroissance cellulaire comme modèle de développement de la feuille
3. Intervalle de Temps et guides de modélisation de reconstruction in vivo de la diversité de formes des feuilles
STM=SHOOOTMERISTEMLESS
RCO=REDUCEDCOMPLEXITY

Comment les gènes agissent-ils pour modifier la croissance cellulaire et créer la diversité morphologique ? Nous étudions ce problème chez deux plantes voisines dont les feuilles arborent des formes différentes : Arabidopsis thaliana (feuille à forme simple) et Cardamine hirsuta (feuille à forme complexe, avec des folioles). Nous utilisons des techniques d’imagerie en temps réel, de modélisation, ainsi que des techniques génétiques pour déconstruire ces différences au niveau des organes en constituants au niveau cellulaire : niveau de croissance, direction de croissance et différenciation. 

Nous montrons que la forme des feuilles dépend des interactions entre deux modes de croissance : un mode de croissance concernant l’organe entier conservé reflétant la différentiation ; ainsi qu’un mode de croissance local directionnel, reflétant un schéma de croissance prédominant au  bord des feuilles. La diversité des formes résulte des effets distincts de deux gènes homéobox sur ces deux modes de croissance : SHOOTMERISTEMLESS montre une amplification de la croissance favorisant celle du bord des feuilles, permettant la formation des folioles, alors que REDUCEDCOMPLEXITY inhibe la croissance localement autour des folioles émergentes, accentuant les différences de formes crées par ce schéma de croissance. Nous démontrons que la prédictivité de nos résultats en reconstruisant les caractéristiques clé de la morphologie de la feuille de C. hirsuta chez A. thaliana. Daniel Kierzkowski, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 23 mai 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ 

#trendsinecologyandevolution #flux #énergie #croissance Flux d’Énergie dans la Croissance et la Production

Catabolic pathway = Voies cataboliques
Anabolic pathway = Voies Anaboliques
Intermediary metabolism = Métabolisme intermédiaire
New tissue = Tissu nouveau
Flux Énergétiques et Croissance. (A) Les deux flux énergétiques impliqués dans la croissance. Le flux de l’énergie chimique potentielle conservé dans les monomères (voies anaboliques) est indiqué en gris, et les voies cataboliques qui génèrent l’ATP nécessaire à la synthèse des macromolécules à partir desdits monomères sont indiquées en blanc. (B) Partitionnement de l’énergie impliquée dans la synthèse des macromolécules. L’énergie chimique potentielle dans les monomères est indiquée en gris, la petite addition d’énergie chimique potentielle à partir de l’ATP est indiquée en gris clair (les dimensions en sont exagérées par souci de clarté), et l’énergie dissipée au cours de la synthèse est indiquée en blanc. P_G représente l’énergie mesurée par calorimétrie dans le tissu, et R_G le coût métabolique de la croissance. Notez le petit élément en double comptage résultant de l’hypothèse selon laquelle toute l’énergie libérée par l’hydrolyse de l’ATP est dissipée. (…).

La croissance implique deux flux d’énergie : l’énergie chimique dans les monomères utilisée pour construire les macromolécules qui composent les tissus (protéines, acides nucléiques, membranes lipidiques), et l’énergie métabolique utilisée dans la construction desdites macromolécules. Les coûts métaboliques de la synthèse des macromolécules nécessaires à la construction des tissus sont bien définis, et nous avons une estimation solide du coût global pour un sujet ectotherme unique. Au niveau d’une population, le niveau de coût de production apparaît beaucoup plus important pour les organismes endothermes que pour les organismes ectothermes, les raisons n’en sont que partiellement comprises. Il serait très utile de résoudre ces incertitudes si nous souhaitons modéliser précisément les flux d’énergie dans les populations ou les écosystèmes ; du fait que l’amplification de l’énergie au seul niveau de l’individu donnerait des résultats erronés.  Andrew Clarke, dans Trends in Ecology and Evolution, publication en ligne en avant-première, 1^er février 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Baisse de la taille du corps: une troisième réponse au réchauffement climatique?

"A la fin du Crétacé, il y a 65 millions d'années, après la disparition des dinosaures, les mammifères ont connu une forte croissance en taille". Source: www.sciencesetavenir.fr/actualite/archeo-paleo

Un récent document fait état d'une corrélation entre les changements climatiques et les réductions en taille corporelle des populations humaines, selon un shéma suggérant qu'il s'agit d'une réponse au réchauffement climatique. Du fait que la taille du corps influe sur la thermorégulation et l'équilibre énergétique, les changements de la taille du corps a des implications sur la résilience face aux changements climatiques. De récentes études montrent une hétérogénéité dans l'amplitude et les directions prises par les réponses physiologiques en matière de taille corporelle; dévoilant un besoin d'analyses phylogénétiques spatio-temporelles à grande échelle en ce qui concerne les changements de taille corporelle humaine standard. Des analyses intégrant des données provenant des laboratoires des museums et des modèles théoriques, montant les effets supposés des variations thermiques et métaboliques sur la variation de taille corporelle, permettront de mieux comprendre les mécanismes physiologiques sous-jacents dans les phénomènes de changement de taille corporelle. On pourra également prévoir la sensibilité aux changements climatiques spécifique à chaque espèce vivante. Janet L. Gardner, in Trends in Ecology & Evolution - 1365, Online 4th April 2011, in press.

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ