Pour croître et survivre, de minuscules organismes comme la levure doivent parfois adapter leurs sources de nutriments en fonction des changements de leur environnement. Des chercheurs du FMI ont découvert que les cellules de levure communiquent entre elles pour utiliser des nutriments moins favorables si elles prévoient une pénurie de leur nourriture préférée. Cette communication est facilitée par des molécules sécrétées qui interagissent avec une protéine des mitochondries, les usines énergétiques des cellules.
Les résultats révèlent un mécanisme crucial qui permet aux micro-organismes de choisir le bon menu. La recherche est publié dans Le journal EMBO.
Comme les humains, les levures ont leurs nutriments préférés. Pour étudier ce qui se passe lorsque les cellules de levure anticipent une pénurie de leur aliment préféré, Shin Ohsawa, postdoctorant au laboratoire Bühler, et ses collaborateurs du Centre RIKEN pour la science des ressources durables et de l’Université de Tokyo au Japon ont étudié la levure de fission Schizosaccharomyces pombe.
Des recherches antérieures menées par l’équipe du RIKEN avaient identifié des molécules spécifiques appelées facteurs de signalisation de l’azote (NSF) comme des composants essentiels du mécanisme utilisé par les cellules de levure pour communiquer. Cependant, les chercheurs ne savaient pas comment ces molécules incitaient les cellules de levure à se tourner vers des sources de nourriture moins favorables, explique Ohsawa. Lui et ses collègues ont découvert que l’augmentation des niveaux de NSF entraînait des changements dans le programme d’expression génétique des cellules de levure, les incitant à se tourner vers des sources de nutriments alternatives.
En utilisant des molécules chimiquement modifiées pour capturer les interactions entre les NSF et les protéines de levure, les chercheurs ont découvert que les NSF interagissent directement avec une protéine mitochondriale impliquée dans le métabolisme, maximisant la croissance en réponse à un changement imminent dans la disponibilité des nutriments.
Les résultats révèlent un mécanisme de communication clé qui permet aux cellules de levure d’être économes en nourriture. Les stratégies de croissance et de survie sont conservées d’une espèce à l’autre, et la levure a servi d’organisme modèle formidable, explique Bühler.
« L’étude des levures nous a permis d’acquérir des connaissances importantes sur la biologie cellulaire et la régulation de l’expression des gènes », explique-t-il. « Au-delà des connaissances fondamentales, une compréhension approfondie du métabolisme des levures devient particulièrement pertinente dans les situations pathogènes. »
Plus d’informations :
Shin Ohsawa et al., Le facteur de signalisation de l’azote déclenche un programme d’expression génique semblable à la respiration chez la levure de fission, Le journal EMBO (2024). DOI: 10.1038/s44318-024-00224-z