#Cell #motilitéciliaire #cryo-ME Identification protéines de motilité ciliaire de mammifères par cryo-ME*

"Nous identifions un mécanisme pour combler la périodicité de 48 à 24 nm à travers la paroi des microtubules et montrons que la perte des protéines impliquées provoque des anomalies de la motilité ciliaire et de la latéralité chez le poisson zèbre et la souris"

 

Les doublets de microtubules décorés de dynéine (DMT) sont des composants essentiels de la machine moléculaire oscillatoire des cils, l'axonème, et ont des surfaces luminales modelées périodiquement par des protéines internes des microtubules (MIP). Nous présentons ici un modèle atomique de la répétition de 48 nm d'un DMT de mammifère, dérivé d'une carte de microscopie cryoélectronique (cryo-EM) du complexe isolé de cils respiratoires bovins. La structure révèle les principes de l'organisation des doublets de microtubules et les caractéristiques spécifiques aux cils des vertébrés, y compris des MIP jusqu'alors inconnus, un faisceau luminal de filaments de tektine et un complexe d'amarrage de dynéine pentamérique. Nous identifions un mécanisme pour combler la périodicité de 48 à 24 nm à travers la paroi des microtubules et montrons que la perte des protéines impliquées provoque des anomalies de la motilité ciliaire et de la latéralité chez le poisson zèbre et la souris. Notre structure identifie les gènes candidats pour le diagnostic des ciliopathies et fournit un cadre pour comprendre leurs fonctions dans la motilité ciliaire. Miao Gui, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 28 octobre 2021

*cryo-ME = cryo-microscopie électronique 

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

#trendsinecologyandevolution #mammifère #couleur #pelage La Couleur des Mammifères

Sélection d’Espèces de Mammifères Actuellement Utilisées pour l’Amélioration de notre Compréhension des Mécanismes Développementaux et Evolutifs gérant la couleur des mammifères. En haut à gauche : souris des champs rayée d’Afrique Lemniscomys pumilio ; en haut à droite : lièvre d’Amérique Lepus americanus ; au centre gauche : souris des dunes Peromyscus polionotus ; au centre droit : guenon de Prusse Ceropithecus preussi ; en bas à gauche : zèbre des plaines Equus quagga ; en bas à droite : écureuil gris Sciurus carolinensis (photos extraites de Wikimedia)  

Les couleurs ou les divers types de couleurs du pelage chez les mammifères comptent parmi les traits phénotypiques les plus divers et les plus visibles que l’on peut retrouver dans la nature ; ils ont été abondamment étudiés, à la fois sur le plan génétique et développemental et sur le plan évolutif. Dans cette revue de littérature, nous discutons d’abord et avant tout des causes directes sous-tendant la variation en pigmentation (c’est-à-dire couleur) et la distribution de la pigmentation (c’est-à-dire du schéma de coloration) et déclarons que ces deux processus ont des origines distinctes. Puis, à partir d’exemples multiples, nous discutons des principaux facteurs gérant l’évolution des différentes colorations qu’arborent les mammifères, incluant les rapprochements d’espèces ou d’individus dans leurs contextes, la signalisation intra- et interspécifique, et les influences physiologiques. Dans l’ensemble, nous soulignons les passerelles existantes entre les approches développementales et fonctionnelles qui ont aidé à élargir les connaissances relatives à l’apparence extérieure chez les mammifères, et pointons les domaines de la future recherche interdisciplinaire à développer dans ce cadre. Tim Caro et Ricardo Mallarino, dans Trends in Ecology and Evolution, publication en ligne en avant-première, 22 janvier 2020

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

#trendsincellbiology #PI3K #biologiecellulaire Les Fonctions PI3K de Classe II en Biologie Cellulaire, Physiologie et Pathologique

Représentation Schématique des Phosphoinositide 3-Kinases (PI3Ks) de Classe II chez les Vers (pici-1), la Mouche, (PI3K68D), et les Mammifères (PI3K-C2α, PI3K-C2ß, et PI3K-C2ɣ) et leurs Domaines Respectifs. CBD, Domaine de liaison à la Clathrine ; RBD, Domaine de liaison à Ras ; TBD, Domaine de liaison à TACC3 ; UIM, Motif d’interaction avec l’ubiquitine. 

Les Phosphoinositides 3-kinases (PI3Ks) sont une famille de lipide kinases qui phosphorylent en phospholipides inositols, contrôlant ce faisant la composition en lipides des membranes et soumettant à régulation une large palette de processus intracellulaires, comprenant notamment le trafic vésiculaire et la transduction de signaux. Malgré les connaissances étendues des PI3Ks de classe I, de récentes études ne révèlent qu’à l’heure actuelle l’importance des PI3Ks de classe II dans la prolifération cellulaire, la survie et la migration. Des évidences croissantes suggèrent que les trois isoformes de PI3Ks de classe II (PI3K-C2α, PI3K-C2ß, et PI3K-C2ɣ) exercent des activités distinctes et non-chevauchantes au niveau cellulaire. Ici, nous nous concentrons sur les fonctions des PI3Ks dans différents systèmes cellulaires et soulignons l’importance émergente de ces enzymes dans des contextes physiologiques et pathologiques variés. Federico Gulluni, et al, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 25 janvier 2019

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

#cell #protéineaster #transport #cholestérol Les Protéines Aster Facilitent le Transport du Cholestérol non vésiculaire depuis la Membrane Plasmique jusqu’au Réticulum Endoplasmique dans les Cellules de Mammifères

GRAM = Domaine GRAM
ASTER DOMAIN = Domaine ASTER
ACAT  = Acetyl-CoA acetyl - transférase
PM = Membrane Plasmique
ER = Réticulum Endoplasmique

Les mécanismes qui sous-tendent le transport des stérols dans les cellules de mammifères ne sont que peu compris. En particulier, la manière dont le cholestérol internalisé à partir des HDL est rendu disponible à la cellule pour son stockage et sa modification reste inconnue. Ici, nous décrivons trois protéines résidentes du Réticulum Endoplasmique (RE), Aster-A, Aster-B, Aster-C, qui lient le cholestérol et facilitent son élimination de la membrane plasmique. La structure cristalline du domaine central de Aster-A ressemble plus généralement à l’élément de liaison aux stérols des protéines de liaison des protéines StARD (protéine de régulation aigue des stéroïdes), mais les différences observées dans la poche Aster résultent en un mode distinct de liaison du ligand. Le domaine N-terminal GRAM se lie à la phosphatidylsérine et médie le recrutement d’Aster au niveau des sites de contact membranaires du RE en réponse à l’accumulation de cholestérol au niveau de la membrane plasmique. Les souris dépourvues d’Aster-B sont déficientes en esters de cholestérol surrénalien et sur le plan de la stéroïdogénèse, du fait d’une inaptitude à transporter le cholestérol à partir du récepteur scavenger de classe B type 1 (SR-B1) jusqu’au RE. Ces résultats identifient une voie non vésiculaire pour le trafic des stérols de la membrane plasmique au RE chez les mammifères. Jaspreet Sandhu, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 13 septembre 2018

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

#trendsinendocrinologyandmetabolism #mammifères #longévité #IGF1 Mécanismes moléculaires déterminant la longévité chez des espèces à courte et longue durée de vie

Perturbations des voies de signalisation Insuline/Facteur de Croissance 1 analogue à l’Insuline (IGF-1) chez les lignées ou espèces à longue durée de vie. Chez les mammifères, IGF-1 est principalement produite par le foie en réponse à l’hormone de croissance sécrétée par l’hypophyse. IGF-1 fonctionne principalement comme une hormone endocrine en activant le récepteur IGF-1 (IGF1R) dans les tissus distants. L’insuline sécrétée par le pancréas active le récepteur à insuline (INSR). IGF1R et INSR activent des voies de signalisation descendantes similaires par des protéines substrat du récepteur à insuline (IRS), qui, de fait, inactivent les facteurs de transcription FOXO. De multiples mécanismes perturbateurs des voies de signalisation insuline/IGF-1 ont été identifiés dans les lignées ou espèces à longue durée de vie. Par exemple, des mutations uniques du récepteur à hormone de croissance (GH) sont identifiées chez les chauves-souris de Brandt, soumettant la signalisation insuline/IGF-1 à régulation négative. Des lignées de souris à grande longévité et les petits chiens présentent des niveaux réduits d’IGF-1 plasmatiques en comparaison de leurs homologues. De plus, les niveaux d’expression de IGF1F dans le cerveau sont en corrélation négative avec la durée de vie maximale des espèces.   

Le vieillissement se définit comme le déclin global des fonctions physiologiques, menant à une susceptibilité accrue aux maladies et, finalement, à la mort. Les longévités maximales peuvent différer d’un facteur 200 entre les diverses espèces de mammifères. Bien que de considérables progrès aient été réalisés dans l’identification des voies de signalisation conservées soumettant à régulation la longévité au niveau de chacun des modèles d’organismes pris individuellement ; il faut encore répondre à la question de savoir si les mêmes voies de signalisation sont responsables des différences inter-espèces. De récentes études ont initié l’identification des voies de signalisation déterminant les différences inter-espèces pour ce qui est de la longévité. Ici, nous passons en revue les preuves soutenant le rôle des mécanismes anticancer, de la machinerie de réparation de l’ADN, de la signalisation Insuline/facteur de croissance 1 analogue à l’insuline (IGF-1), et de la protéostasie dans la détermination de la longévité chez les différentes espèces. La compréhension des mécanismes responsables des énormes différences en longévité chez les différentes espèces aura un effet transformateur dans le développement des interventions d’amélioration de la santé et de la longévité chez l’homme. Tian, Seluanov, et Gorbunova, dans Trends in Endocrinology and Metabolism, publication en ligne en avant-première, 7 septembre 2017

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

#cell #neuronesensitif #immunité #voiedesignalisation #JAK Les neurones sensitifs cooptent les voies de signalisation classiques de l’immunité relayant les démangeaisons chroniques

Acute Itch = Démangeaison Aiguë
Chronic Itch = Démangeaison Chronique
Itch Relief = Soulagement de la Démangeaison

Les mammifères ont développé des réflexes neurophysiologiques, comme la toux et les démangeaisons, afin d’évacuer les pathogènes invasifs et les stimuli environnementaux nocifs. Il est bien établi que ces réponses sont aussi associées à des maladies inflammatoires chroniques, incluant notamment l’asthme et la dermatite atopique. Cependant, les mécanismes par lesquels les voies de signalisation de l’inflammation relayent ces sensations comme les démangeaisons restent méconnues. Ici, nous montrons que les cytokines de type 2 exercent une activation directe des neurones sensitifs à la fois chez la souris et chez les humains. De plus, nous démontrons que les démangeaisons chroniques dépendent de la signalisation neuronale IL-4Rα et JAK1. Nous faisons également l’observation que les patients atteints de démangeaisons récalcitrantes chroniques n’ayant pas répondu à d’autres traitements immunosuppresseurs présentent de significatives améliorations lorsqu’ils sont traités avec des inhibiteurs de JAK. Ainsi, ces mécanismes de signalisation précédemment attribués au système immunitaire pourraient constituer des cibles thérapeutiques nouvelles au sein du système nerveux. Collectivement, cette étude révèle un paradigme conservé sur le plan évolutif dans lequel le système nerveux sensitif fait usage de voies de signalisation classiques de l’immunité pour exercer une force motrice comportementale chez les mammifères. Landon K. Oetjen, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 7 septembre 2017  

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

#trendsinendocrinologyandmetabolism #peau #thermorégulation #métabolismedeslipides Le poids du métabolisme des lipides de l’épiderme dans la physiologie du Corps entier

L’épiderme de la peau et ses appendices constituent une barrière entre le milieu interne et l’environnement extérieur. L’épiderme est en outre divisé en cinq différentes couches : stratum basale (SB), stratum spinosum (SS), stratum granulosum (SG), stratum lucidum (SL), et stratum corneum (SC). Les très longues chaînes d’acides gras, le cholestérol, et les sphingolipides (plus spécialement les céramides, acyl céramides, et glycocéramides) sont importants pour la fonction de barrière. L’échafaudage de l’organisation lipidique dans la matrice lipidique extracellulaire est composée d’acylcéramides et de céramides contenant des chaînes acyles ultra-longues, qui établissent des liaisons covalentes avec les protéines structurelles de la peau, involucrine incluse. Abréviations : env., enveloppe ; SPR, petite protéine riche en proline.  

La peau est l’organe sensoriel le plus important du corps humain. Non seulement la peau empêche les pertes hydriques et d’autres composantes corporelles, elle est aussi impliquée dans la régulation de la température corporelle et sert de barrière essentielle, protégeant les mammifères à la fois en environnement usuel et en environnement extrême. Étant donné l’importance de la peau dans la  régulation de la température, il est surprenant que les altérations adaptatives de la morphologie et des fonctions cutanées n’aient été que vaguement associées à des réponses physiologiques systémiques. Bien qu’un métabolisme des lipides altéré de la peau soit souvent à l’origine d’altérations de la barrière de perméabilité et des propriétés isolantes de la peau, son rôle dans la régulation de la physiologie systémique et le métabolisme est encore loin d’être reconnu. Vibeke Kruse, Ditte Nees, et Nils J. Faegerman, dans Trends in Endocrinology and Metabolism, publication en ligne en avant-première, 28 juin 2017

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

Ingéniererie génétique de précision chez les grands mammifères

Représentation schématique des différentes approches de transgénèse. Cellules ES: cellules embryonnaires totipotentes. Cellules EG: cellultes embryonnaires germinales. ICSI: injection intracytoplasmique de sperme. KO: inactivation de gène. Bruno Passet et al, in Virologie Vol 12: 5, 351-9, septembre-octobre 2008.
Source:  http://www.jle.com/e-docs/00/04/44/A6/article.phtml?fichier=images.htm

L'ingéniererie génétique de précision, basée sur une intégration stable d'un ADN exogène dans le génome,  est très importante, chez les grands mammifères, pour le développement de modèles biomédicaux améliorés, la recherche pharmaceutique et l'accélération des processus d'élevage. L'ingéniererie génétique de précision requière (i) un locus connu d'intégration génomique, (ii) un statut bien défini pour l'ADN dit "étranger", (iii) que l'expression du trangène ne soit pas affectée par les séquences chromosomiques voisines, (iv) que les gènes endogènes ne soient pas présents sous forme mutée, et (v) qu'aucune séquence d'ADN sujette au rejet par la cellule, ne soit présente.

Récemment, des techniques moléculaires poussées utilisant des enzymes exogènes, ont ouvert la voie à des possibilités d'ingéniererie génétique encore plus sophistiquées. Ici, nous passons en revue de façon critique les développements actuels des approches de transgénèse ciblée par catalyse enzymatique interposée, chez les grands mammifères. Wiebke Garrels, Zoltan Ivics and Wilfried A. Kues, in Trends in Biotechnology - 965, online 19 April 2012, in press

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

ARN non codants: régulateurs - clés de la transcription chez les mammifères



Figure A, en bas, à gauche: c'est au début des années 2000 que l'on identifie les ARN non codants, dans le cerveau des mammifères. Leur fonction est aujourd'hui mieux connue...
Source iconographique: http://www.cnrs.fr/Cnrspresse/n390/html/n390a10.htm

Les ARN non codants (ARNsnc) ou ARN non messagers (ARNnms) sont des acteurs reconnus pour leur active participation dans le contrôle de bon nombre de processus biologiques. De fait , ces produits de transcription peuvent même contrôler les mécanismes de transcriptions comme tels. Au cours des dernières années, il a été montré que les ARNnms soumettent à régulation individuelle certains gènes, de même que certains programmes transcriptionnels, affectant ainsi l'expression de centaines ou de milliers de gènes, en réponse à des signaux de développement ou de l'environnement. En comparaison des régulateurs classiques des protéines, la liste des ARNnms est encore modeste; cependant, cette liste des ARN non codants est en croissance rapide, suggérant que les modèles de contrôle de l'expression génique seront toujours en redéfinition, au fur et à mesure du développement des connaissances dans ce domaine. Jennifer F. Kugel and James A. Goodrich, in Trends in Biochemical Sciences - 889, online 1 February 2012, in press

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