Fusogènes cellule-cellule - Cell–cell fusogens

Fusion cellule-cellule
Identifiants
symbole EFF-AFF
Pfam PF14884
InterPro IPR029213

Les fusogènes cellule-cellule sont des glycoprotéines qui facilitent la fusion des membranes cellulaires . La fusion cellule-cellule est essentielle pour la fusion des génomes des gamètes et le développement des organes dans les organismes multicellulaires. La fusion cellule-cellule se produit lorsque le cytosquelette d'actine et les protéines fusogènes se réarrangent correctement à travers la membrane cellulaire. Ce processus est dirigé par des saillies membranaires propulsées par l'actine.

Identifiants

Effets de EFF-1 et AFF-1 sur la morphologie des vésicules.

EFF-AFF sont les identifiants des glycoprotéines de type 1 qui composent les fusogènes cellule-cellule. Ils ont été identifiés pour la première fois lorsqu'il a été découvert que des mutants EFF-1 "bloquaient la fusion cellulaire dans tous les épithéliums épidermiques et vulvaires " chez le ver rond , Caenorhabditis elegans . EFF-AFF est une famille de glycoprotéines membranaires de type I qui agissent comme des fusogènes cellule-cellule, du nom de « échec de la fusion des cellules d'ancrage ». Parce qu'il était connu que les mutants EFF-1 ont fusionné avec succès la cellule d'ancrage et (la couture utérine) utse syncytium pour produire un tube utérin-vulve continu, où ces connexions ont échoué, des mutants AFF-1 ont été découverts. AFF-1 a été jugé nécessaire pour ce processus en plus de la fusion de cellules hétérologues chez C. elegans . Les formes transmembranaires de ces protéines , comme la plupart des fusogènes viraux , possèdent une séquence signal N-terminale suivie d'une longue portion extracellulaire , d'un domaine transmembranaire prédit et d'une courte queue intracellulaire . « Une conservation frappante de la position et du nombre des 16 cystéines dans la portion extracellulaire » des protéines EFF-AFF de différentes espèces de nématodes suggère que ces protéines sont repliées dans une structure 3D similaire qui est essentielle pour leur activité fusogène. Les protéines AFF-1 et EFF-1 de C. elegans sont essentielles pour le développement de la fusion cellule à cellule et peuvent fusionner des cellules d'insectes. "Ainsi, les FF constituent une ancienne famille de fusogènes cellulaires qui peuvent favoriser la fusion lorsqu'ils sont exprimés sur une particule virale."

Traiter

Les fusogènes cellule-cellule sont des protéines qui favorisent la fusion de la membrane plasmique entre différentes cellules. Pour être considéré comme un fusogène, il doit être requis pour la fusion, fusionner des membranes inconnues et être présent sur la membrane de fusion lorsque cela est nécessaire. Ces cellules comprennent, mais sans s'y limiter, les gamètes, les trophoblastes, les cellules épithéliales et autres cellules du développement. Ces fusogènes assurent la médiation de la fusion cellule-cellule et peuvent effectuer des réparations neuronales, une auto-fusion et un scellement des phagosomes. Bien que ces protéines favorisent des fonctions similaires entre les cellules, elles ont des mécanismes individuels. Ceux-ci sont appelés mécanismes unilatéraux (une membrane de fusion doit être présente) et bilatéral (des fusogènes identiques ou différents sont présents sur les deux membranes). La plupart des mécanismes fusogènes commencent par l'hémifusion, mais le mécanisme des fusogènes cellule-cellule se compose de quatre étapes distinctes.

Marcher

  1. Les cellules doivent s'identifier et être proches les unes des autres.
  2. Une hémifusion se produit.
  3. Le pore de fusion dans la structure d'hémifusion s'ouvre, permettant ainsi au contenu des cellules de fusionner.
  4. Les cellules se rejoignent complètement à partir de l'expansion des pores.

Applications

Rôles dans la fécondation des gamètes

Les fusogènes cellule-cellule ont plusieurs applications différentes. Ces agents chimiques peuvent jouer un rôle important dans la reproduction sexuée et asexuée en favorisant la fusion des bicouches membranaires. Avec la reproduction sexuée, des preuves ont été trouvées pour prouver que chez la souris, certains fusogènes obligatoires sperme-œuf sont responsables de la fusion; deux protéines particulières étaient IZUMO1 et CD9. Après avoir comparé les données d'expériences réalisées avec des plantes, des champignons et des invertébrés, il a été constaté que plusieurs gènes cruciaux auraient pu être responsables de la fécondation. Cependant, comme pour les levures, aucun gène n'a été trouvé adéquat pour le processus de fertilisation. Dernièrement, une autre protéine a été classée comme un gamète fusogène (HAP2 ou GCS1). Comme dans l'exemple précédent, cette protéine est présente dans les plantes, les protistes et les invertébrés. Ce fusogène ressemble au fusogène somatique eucaryote mentionné précédemment, EFF-1. La présence de HAP2 induit une hémifusion et le mélange du contenu cellulaire. Pourtant, lorsque l'on considère la reproduction asexuée, les cellules somatiques peuvent également subir une fusion cellule-cellule ou une auto-fusion. Deux fusogènes particuliers observés étaient SO et MAK-2. Les preuves soutiennent que ces protéines contrôlent et régulent la concentration et la localisation efficaces des protéines.

Rôles dans la réparation neuronale

Dans le domaine médical, des expériences sont menées pour tester les utilisations des fusogènes cellule-cellule dans les réparations nerveuses axonales et pour déterminer leur utilité avec d'autres cellules nerveuses. La méthode actuelle de réparation nerveuse consiste à suturer les extrémités coupées des nerfs. Cela a un long processus de récupération, avec un faible taux de fonctionnalité pour les nerfs réparés. En considérant les fusogènes cellule-cellule comme une réponse potentielle, les chercheurs ont divisé ces fusogènes en deux groupes basés sur des mécanismes de fusion : l'agrégation cellulaire et la modification membranaire. Un PEG fusogène s'est avéré adapté aux deux groupes. C'est ce fusogène qui a rendu possible la restauration des cellules nerveuses chez l'homme. Une fois les opérations effectuées dans un certain laps de temps (12 heures pour la réparation du nerf humain et 24 heures pour les traitements du rat sciatique), la récupération du patient a presque réussi. Avec cette recherche, il existe un potentiel de réparation des greffes nerveuses humaines. Certaines utilisations potentielles des fusogènes cellule-cellule étudiées sont les vaccins contre le cancer et la régénération des cellules endommagées. De plus, tout nerf périphérique du corps pourrait être réparé et les tissus transférés pourraient fonctionner dès le retour des sens. Enfin, toute intervention chirurgicale pratiquée sur les nerfs pourrait également être réparée, ce qui entraînerait une récupération plus rapide.

Voir également

Les références

Cet article incorpore du texte du domaine public Pfam et InterPro : IPR029213

Liens externes