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PHOTO: Prof. Dr. Bruce Morgan
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Crédits photo: Université de la Sarre / Jörg Pütz

Les processus chez les êtres vivants suivent une chorégraphie finement orchestrée jusqu’au niveau moléculaire. Les processus rythmiques peuvent être trouvés partout en biologie, par exemple le cycle quotidien de 24 heures, une sorte d ‘«horloge interne», joue un rôle important dans la régulation de nombreux processus dans les cellules vivantes, y compris le métabolisme et les mécanismes de division cellulaire.

Les scientifiques de Sarrebruck et de Kaiserslautern ont maintenant examiné de plus près un cycle similaire, le cycle ultradien un peu plus court de la levure de boulanger. Sous la direction de Bruce Morgan, professeur de biochimie à l’Université de la Sarre, les experts ont examiné ce qui se passe dans la levure de boulanger de l’organisme modèle lorsque le métabolisme cellulaire est spécifiquement modifié. On savait auparavant que les processus métaboliques et les cycles de division cellulaire dans les cellules saines se déroulent souvent de manière synchrone selon précisément ces rythmes. Jusqu’à présent, il n’a pas été répondu si les changements rythmiques du métabolisme sont la cause ou la conséquence de la division cellulaire.

À l’aide de nouveaux capteurs de fluorescence, les scientifiques ont pu observer les changements rythmiques du niveau de peroxyde d’hydrogène dans les cellules de levure. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2) est depuis longtemps mieux connu pour stresser et endommager les cellules. «Nous avons également examiné la protéine peroxiredoxine et sa réponse, ainsi que les effets sur le cycle de division cellulaire des cellules», explique Bruce Morgan. En effet, la protéine peroxiredoxine est très sensible au peroxyde d’hydrogène et peut aider à utiliser les changements des niveaux de H2O2 pour réguler la fonction cellulaire. Nous l’avons donc trouvé particulièrement adapté pour mieux comprendre le mécanisme complexe de «l’horloge interne» des cellules.

Les scientifiques ont désormais pu étudier les liens de causalité entre les cycles du métabolisme cellulaire et la division cellulaire: «Nous avons pu déterminer que le lien entre métabolisme et division cellulaire est rompu lorsque nous inactivons la peroxiredoxine dans la levure de boulanger», explique Bruce Morgan. La division cellulaire est ensuite découplée du métabolisme des cellules. De plus, en contrôlant précisément les cycles métaboliques, ils ont pu contrôler précisément le moment où les cellules entrent et sortent du cycle de division cellulaire.

Ces découvertes fondamentales pourraient être importantes pour mieux comprendre la division cellulaire incontrôlée dans les cellules tumorales. On sait que la division cellulaire dans les cellules cancéreuses est souvent découplée de l’horloge circadienne. À l’avenir, il sera extrêmement intéressant d’étudier s’il existe une régulation de H2O2 perturbée.

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PS Amponsah, G. Yahya, J. Zimmermann et al. Les peroxiredoxines couplent le métabolisme et la division cellulaire dans un cycle ultradien. Nat Chem Biol (2021). https: //.est ce que je.org /dix.1038 /s41589-020-00728-9

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