#Cell #cellule #signalisation #AMPc #échellenanométrique Cartographie Optique de la Signalisation AMPc à l’Échelle Nanométrique

BASAL = SITUATION A LA LIGNE DE BASE
STIMULATED = SITUATION SOUS STIMULATION
bound cAMP = AMPc lié
free cAMP = AMPc libre
protected target = cible protégée
cAMP bound target = cible liée à l'AMPc

Les cellules relayent une pléthore de signaux extracellulaires visant à stimuler des réponses cellulaires spécifiques en utilisant un petit nombre seulement de messagers, comme l’AMPc. Afin d’expliquer la spécificité de signalisation, il est suggéré que les phosphodiestérases (PDEs) de dégradation de l’AMPc ont la faculté d’envoyer l’AMPc dans des compartiments cellulaires distincts. Cependant, la mesure des taux de rapide diffusion de l’AMPc et une activité PDE lente rendent la compartimentalisation de l’AMPc essentiellement impossible. À l’aide de la spectroscopie à fluorescence, nous montrons que, contrairement à ce qu'indiquent des données plus anciennes, l’AMPc à des concentrations physiologiques est présent principalement sous forme liée aux sites de liaison de l’AMPc et, de ce fait, immobile. Le suivi de l’alternance d’état lié-libre de l’AMPC à son site de liaison indique que ce phénomène résulte en une dynamique de l’AMPc fortement réduite, que nous appelons « diffusion tamponnée ». Un fraction importante de l’AMPc étant présente sous forme tamponnée, les PDEs peuvent créer des domaines  de faible concentration en AMPc d’une dimension de l’ordre du nanomètre. En utilisant l’outil FRET*-AMPc de mesure à l’échelle du nanomètre, nous nano-cartographions directement des gradients d’AMPc autour des molécules de PDE et dans les zones où il en résulte une activation de la protéine kinase AMPc-dépendante (PKA) en aval. Notre étude révèle que le caractère spatiotemporel de la signalisation AMPc est sous contrôle de domaines de dimension de l’ordre du nanomètre façonnés par les PDEs, qui activent la porte de lecture des effecteurs agissant en aval. Andreas Bock, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 25 août 2020

*FRET = Transfert d'Energie de Fluorescence par Résonance 

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

#trendsincellbiology #imageriecellulaire #cellule Imagerie Chimique Subcellulaire : Pistes Nouvelles en Biologie Cellulaire

1. IMAGERIE EN TEMPS REEL
2. PREPARATION DES ECHANTILLONS
3. IMAGERIE SUBCELLULAIRE
4. TRAITEMENT DE L'IMAGE

↓

VISUALISATION ET QUANTIFICATION DES PROCESSUS SUBCELLULAIRES
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Contours fonctionnels de l’Imagerie Subcellulaire Multimodale Corrélative Incluant Imagerie Electronique et Imagerie Chimique

Des cellules peuvent être isolées individuellement d’une population sur culture de tissu, ou d’un environnement et observées in vivo en appliquant la microscopie optique/à fluorescence pour l’imagerie dynamique et fonctionnelle. Après préparation des échantillons (fixation et sectionnement), une cellule peut être étudiée par différentes plateformes d’imagerie à haute résolution en analyse corrélative. La microscopie peut dévoiler des infrastructures détaillées d’une cellule alors que les plateformes d’imagerie chimique [La spectrométrie de masse des ions nano-secondaires (nanoSIMS), microscopie à rayons X à induction de fluorescence, SIMS par temps de vol, SIMS hybride] capables de visualiser et de quantifier les éléments, isotopes et molécules au niveau subcellulaire. Finalement, le processus de traitement de l’image permet la corrélation entre les micrographies multimodales contenant l’information complémentaire sur la cellule. Ce système requière encore quelques développements sur le plan méthodologique à des degrés divers, depuis la préparation des échantillons jusqu’au traitement de l’image ; afin de permettre une meilleure compréhension du métabolisme et de la physiologie d’une cellule au niveau nanométrique dans toute l’acception de son état naturel.

Afin de mieux comprendre la physiologie et l’aptitude à s’acclimater de la cellule, un des grands défis du futur est d’accéder à l’intérieur d’une cellule pour y dévoiler son environnement chimique (composition et distribution des éléments et des molécules). L’imagerie chimique s’est déjà considérablement améliorée en termes de sensibilité et de résolution spatiale pour visualiser et quantifier les nutrients, métabolites, éléments toxiques, et médicaments au niveau subcellulaire d’une cellule unique. Le but de cette revue de littérature est de présenter le potentiel actuel de ces technologies d’imagerie émergentes et de guider les biologistes vers une stratégie permettant la visualisation des processus biologiques au niveau nanométrique. Nous décrivons aussi des solutions variées de combinaison de techniques multiples d’imagerie corrélatives et fournissons des perspectives et de futures orientations pour l’imagerie subcellulaire intégratives dans bon nombre de disciplines différentes. Johan Decelle, et al, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 24 janvier 2020

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