Le sommeil cellulaire n'est pas aussi inoffensif qu'on le pensait

Appel de réveil: le sommeil cellulaire n'est pas aussi inoffensif qu'on le pensait

Guang Yao, Kotaro Fujimaki et Kimiko Della Croce découvrent les mécanismes du sommeil cellulaire et de la mise à l'arrêt. Crédit: Michele Vaughan

Une équipe de recherche dirigée par l'Université de l'Arizona a remis en question la compréhension traditionnelle du sommeil cellulaire et a découvert de nouvelles informations susceptibles de conduire à des interventions dans le processus de vieillissement.

En vieillissant, de plus en plus de nos cellules entrent dans un état semblable à celui du coma, appelé sénescence, et ne peuvent plus se diviser. L'accumulation de cellules sénescentes altère la fonction normale des tissus, ce qui favorise encore le vieillissement. En revanche, de nombreuses autres cellules de notre corps existent dans un état de sommeil appelé quiescence. Ces cellules peuvent être réveillées pour se diviser en réponse à un déclencheur, comme une plaie, par exemple. La quiescence réversible est essentielle à la réparation et à la stabilité des tissus.

L’équipe a constaté que, contrairement à ce que l’on pense habituellement, lorsque les cellules tombent dans un sommeil profond, elles risquent de tomber dans un arrêt complet.

"Avant, les gens pensaient que les cellules dormaient pour se protéger d'entrer dans un état de coma, pensant que ces deux choses sont opposées", a déclaré le co-auteur de l'article, Guang Yao, professeur agrégé au département de biologie moléculaire et cellulaire, qui dirige le laboratoire. qui a produit la recherche. "Mais nous avons démontré que le sommeil a différents niveaux, et s'il va trop loin, il finira par sombrer dans un état d'arrêt du coma."

Les chercheurs ont également découvert que les schémas d'expression des gènes peuvent indiquer à quel point une cellule dort profondément. Apprendre à manipuler la profondeur du sommeil cellulaire pourrait conduire à des interventions de vieillissement.

"Si vous comprenez les mécanismes du vieillissement, vous pourrez peut-être l'inverser ou le ralentir", a déclaré Kotaro Fujimaki, étudiant au doctorat et premier auteur de l'article publié aujourd'hui dans la revue à comité de lecture. Actes de l'Académie nationale des sciences, ou PNAS.

Les chercheurs ont progressivement poussé les cellules dans le sommeil de plus en plus profondes en utilisant des produits pharmaceutiques. Les modèles d'expression génique ont révélé que, à mesure que le sommeil des cellules s'approfondissait, sa capacité à se décomposer et à recycler le matériel cellulaire, appelée fonction lysosomale-autophagie, diminuait également. En conséquence, les cellules ont subi une instabilité chimique et un stress néfastes, susceptibles de provoquer un état semblable au coma.

Alternativement, lorsque les chercheurs ont activé cette fonction de recyclage cellulaire, ils ont constaté une réduction du stress cellulaire. Les cellules ont également progressivement sombré dans un sommeil moins profond, ce qui les rend plus faciles à se réveiller et à se diviser.

"En modifiant cette fonction de recycleur, nous pouvons moduler la profondeur du sommeil cellulaire", a déclaré Fujimaki.

En analysant les modifications apportées aux modèles d'expression des gènes au fur et à mesure que les cellules s'endormaient, l'équipe a créé un modèle prédictif capable d'attribuer des scores de profondeur de sommeil des cellules allant de 1 à 10, pouvant être appliqués à différents types de cellules. À l'aide de ce modèle, l'équipe a également identifié des cellules en état de coma et en cours de vieillissement. Cela suggère que les cellules en sommeil profond partagent des caractéristiques d'expression génique similaires à celles de l'arrêt et du vieillissement.

À l'instar d'un gradateur, le sommeil cellulaire existe finalement sur un spectre de fonctions cellulaires entre l'état passant (division) et l'état éteint (arrêt), un nouveau paradigme proposé par l'équipe de recherche.

"Le gradateur contrôle à quel point il est difficile de réveiller la cellule pour la réparation et la régénération des tissus", a déclaré Yao.

Les chercheurs pensent que le fait de révéler le gradateur qui relie le sommeil cellulaire profond à un arrêt semblable à un coma permet de développer de nouvelles stratégies – en faisant glisser le gradateur – pour ralentir le vieillissement.


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Plus d'information:
Kotaro Fujimaki et al, Régulation graduée de la profondeur de la quiescence cellulaire entre prolifération et sénescence par un gradateur lysosomal, Actes de l'Académie nationale des sciences (2019). DOI: 10.1073 / pnas.1915905116

Fourni par
Université de l'Arizona


Citation:
                                                 Réveil: le sommeil cellulaire n'est pas aussi inoffensif qu'on le pensait (23 octobre 2019)
                                                 récupéré le 23 octobre 2019
                                                 sur https://medicalxpress.com/news/2019-10-wake-up-cellular-isnt-harmless-thought.html

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