Une équipe de chercheurs dirigée par l’Université de Leipzig a acquis de nouvelles connaissances sur le système respiratoire des mouches des fruits, appelé système trachéal, qui pourraient être importantes pour les recherches futures sur les anévrismes. Le Dr Matthias Behr de l’Institut de biologie (Département de biologie cellulaire) de l’Université de Leipzig et son équipe, en collaboration avec des collègues de l’Institut Max Planck des sciences multidisciplinaires de Göttingen, ont mené des études génétiques, biologiques cellulaires et biochimiques sur des embryons de drosophile.
Ils ont découvert que les cellules du système trachéal de la mouche des fruits sont reliées à la matrice extracellulaire par les protéines Dumpy et Piopio. Ils viennent de publier leur résultats de recherche dans la revue eLife.
Semblable au système circulatoire humain ou aux poumons, le système trachéal de la mouche des fruits est constitué d’un réseau de tubes. Lors du développement embryonnaire de ces insectes, ce réseau de tubes se remplit d’une substance particulière sécrétée par les cellules environnantes qui leur donne forme (une matrice extracellulaire). Au fur et à mesure que les organes se développent, les cellules sont étroitement liées à cette matrice extracellulaire et « scintillent » le long de celle-ci pour former des tubes de forme et de taille appropriées.
Les forces entre les cellules et la matrice extracellulaire se déplacent pendant ce temps, par exemple en raison d’une forte croissance cellulaire. Cela pourrait entraîner une déformation des membranes cellulaires, car la matrice sus-jacente ne peut pas se dilater avec elles. Lorsque cela se produit, la protéase Notopleural entre en jeu. C’est une enzyme qui clive les protéines ou les peptides. L’enzyme agit comme une paire de ciseaux, coupant la protéine Piopio et brisant les liaisons cellule-matrice.
« Cette astuce évite une tension excessive et une déformation des membranes cellulaires. Si cela ne se produit pas, des bosses et des fissures se forment dans le système tubulaire et le système respiratoire de la mouche des fruits ne fonctionne pas », explique Behr, auteur principal de l’étude.
Il explique que des défauts similaires se produisent dans le système circulatoire humain sous la forme d’anévrismes de l’aorte. Puisque les protéines que Behr et ses collègues ont identifiées dans leur étude sur la mouche des fruits sont également présentes sous une forme très similaire chez l’homme, le mécanisme décrit pourrait soutenir de futures recherches sur la cause des anévrismes de l’aorte et des maladies tubulaires similaires.
Plus d’information:
Leonard Drees et al, La protéolyse des protéines ZP est essentielle pour contrôler la structure de la membrane cellulaire et l’intégrité des tubes trachéaux en développement chez la drosophile, eLife (2023). DOI : 10.7554/eLife.91079