Sep 8

ISRAELVALLEY. Comment poussent nos neurones ? Une contribution essentielle à la compréhension des mécanismes de "length-sensing" (évaluation de la longueur) dans les neurones.

Authors picture

Nicolas Panayotis | Éducation

Headline image

Comment poussent nos neurones ? Cette question revêt une importance particulière lorsque la taille de cette cellule est élevée. Un neurone périphérique chez l’homme par exemple, peut croitre jusqu’à atteindre une longueur d’unmètre. La taille d’un tel axone est considérable et représente environ 20.000 fois la taille du corps cellulaire. Il est inutile de préciser que l’acheminement vers la terminaison nerveuse des protéines destinées à bâtir une telle structure allongée est un véritable cauchemar logistique. Le neurone doit notamment avoir des informations sur la distance à parcourir, pour éviter des embouteillages et veiller à ce que le trafic intracellulaire reste fluide. Ces cellules évaluent probablement leur dimension en continu pour diriger leur croissance mais jusqu’à présent le mécanisme responsable d’une telle prouesse restait très débattu.

Le Dr. Ida Rishal, le Pr. Michael Fainzilber ainsi que leurs collaborateurs du département de chimie biologique de l’Institut Weizmann (Rehovot, Israël) viennent d’apporter une contribution essentielle à la compréhension des mécanismes de “length-sensing” (littéralement, évaluation de la longueur) dans les neurones. Les résultats 1 publiés dans le journal scientifique Cell Reports pourraient constituer une base au développement de stratégies visant à accélérer la réparation et la repousse des nerfs après lésion. Les travaux du Dr. Rishal et du Pr. Fainzilber ont bénéficié de l’implication du Dr. Naaman Kam (chercheur postdoctoral), de l’étudiante en thèse Rotem Ben Tov-Perry, appartenant tous deux au département de chimie biologique, du Dr. Vera Shinder du département de recherche en chimie et enfin du Pr. Elizabeth Fisher de l’Université UCL (Londres) et du Pr. GiampietroSchiavo de l’Institut Britannique de Recherche sur le Cancer (Londres). Tous ont orienté leurs investigations sur le système “moteur” neuronal qui permet un transport bidirectionnel sur de grandes distances.

Ce système est constitué de structures organisées en “rails” appelées microtubules, sur lesquelles deux familles de protéines motrices, les kinésines et les dynéines, prennent respectivement en charge la navigation de protéines/cargos vers la terminaison axonale et le corps cellulaire. La question a donc été de considérer si ce “va-et-vient” de facteurs impliquant un complexe multi-protéique pouvait indexer la distance à parcourir et ainsi évaluer la taille de la cellule.

Les chercheurs ont commencé par construire des modèles informatiques des possibles mécanismes cellulaires par lesquels ces moteurs pourraient mesurer la longueur. Dans le premier, les moteurs de dynéines qui voyagent en direction du corps cellulaire transporteraient des facteurs qui seraient perdus à taux constant durant le transport révélant ainsi la distance effectuée. Dans ce modèle, si les taux de dynéine sont réduits alors la réduction du signal ferait passer la cellule pour une grande cellule et en conséquence diminuerait la vitesse de croissance de ces extensions.

Un second mécanisme suggère l’existence d’une boucle de rétrocontrôle entre les deux protéines motrices existantes. Ainsi, lorsqu’un “moteur” arrive a la fin de son trajet il activerait l’autre classe de “moteur” impliquée dans le transport dans la direction opposée. Dans cette configuration, la mesure de la distance est une fonction du temps et plus précisément de la fréquence des interactions entre les deux moteurs aux points de rencontre situés à la fin de leurs routes respectives (respectivement proche et éloignés du corps cellulaire). Ces interactions peuvent être comparées à celles qui sont observées au “ping-pong”. Lorsque le jeu s’effectue sur de courtes distances, près du filet, les échanges sont rapides, alors que les balles jouées loin du filet (aux limites de la table) impliquent des pauses plus longues entre les échanges.

Après simulations, Les auteurs ont été surpris de constater que réduire l’un ou l’autre des moteurs (kinésine ou dynéine) n’est pas synonyme de déficit d’élongation. En fait cette baisse réduit aussi la “fatigue” (dégradation des performances) d’un système qui s’articule sur des inhibitions réciproques entre le transport antérograde et rétrograde. Sachant que l’élongation requiert un seuil minimal dans la fréquence du signal rétrograde alors un système dans lequel kinésine et/ou dynéine sont abaissées devient aussi moins vulnérable à l’extinction progressive du signal " transport rétrograde " ce qui promeut à long terme la croissance des extensions neuronales.

L’équipe a ensuite procédé à des expériences, d’abord sur des neurones en culture dans lesquels les niveaux de dyneine/kinesine ont été modifiés et chez des souris transgéniques ayant des niveaux de dynéine réduits. Dans tous les cas, les extensions ont montré une croissance supérieure, ce qui écarte le premier modèle et supporte le second. Enfin l’équipe a étendu les investigations aux cellules non neuronales pour définir si ce mécanisme d’évaluation de la longueur est spécifique aux cellules nerveuses ou bien s’il peut être généralisé à d’autres systèmes. Les expériences ont donc été répétées sur des fibroblastes (tissus conjonctif) et là encore ils ont étés capables de montrer l’implication de la signalisation dépendante des moteurs et de la fréquence du signal.

En plus de fournir une réponse à la question des mécanismes qui opèrent l’évaluation de la taille des grandes cellules, les données obtenues par le groupe du Pr. Fainzilber pourrait être utilisées dans le cadre de recherches en médecine régénérative. Les neurones du système nerveux périphérique ont la capacité de croitre après lésion mais hélas, ce processus est extrêmement lent et peut demander jusqu’à plusieurs années dans le cas de grandes extensions. Ceci est en partie dû au fait qu’un neurone périphérique s’allonge jusqu’à atteindre sa cible puis stoppe sa progression pour ensuite croitre en harmonie avec l’ensemble du corps et l’élongation des organes. Comprendre quelles sont les voies de signalisation de la cellule à la fois pour " se mesurer elle-même " mais aussi pour organiser la croissance durant les phases développementales devrait bénéficier à l’élaboration de nouvelles stratégies accélérant la neuro-régénération.

Sources :
1 Rishal I., Kam N. et al. 2012 A Motor-Driven Mechanismfor Cell-Length Sensing. Cell Reports. 1, 608-616.

Rédacteur :
Nicolas Panayotis (VI-Chercheur, Département de chimie biologique – Institut Weizmann)

Source: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70822.htm

Le nombre d'inscriptions d'étudiants étrangers dans les Universités israéliennes n'a pas chuté en raison de la situation sécuritaire. Selon IDC, le nombre d'inscrits pour la prochaine année universitaire a même progressé de 10%. Un article du Haaretz portant sur l'état des inscriptions d'étudiants étrangers dans les Universités (Technion, Tel Aviv University, ...) semble démontrer une situ...

Dan R. Assayah | Éducation

EXCLUSIF. Le palmarès des 500 premières universités mondiales, sur les 17 000 que compte la planète, a été diffusé cette semaine. La bataille mondiale des Universités devient de plus en plus féroce et les universitaires israéliens ont bien du mal a demeurer dans le peloton de tête (TOP 100). Ainsi, seul un établissement israélien, l’Université Hébraïque de Jérusalem, figurait parmi les 100 prem...

Daniel Rouach | Éducation

Le concours international de mathématiques qui vient de se dérouler (fin juillet) est considéré comme les Jeux Olympiques des mathématiques. Etre plaçé N°1 sur le podium face à 72 équipes venant du monde entier est remarquable. C'est même un exploit. Ainsi, pour la première fois en 20 ans, des étudiants israéliens de Tel Aviv University et du Technion, ensemble, ont été classés en haut du table...

Yann Cohen (Paris) | Éducation

«Le But », un manuel d’affaires écrit comme un roman par Eliyahu Goldratt, le gourou israélien du business managérial, a été vendu à plus de 5 millions d’exemplaires dans le monde. Il a été récemment choisi par le Times Magazine comme l’un des 25 livres de gestion d’entreprise les plus influents jamais écrits. Savez- vous que n’importe quelle organisation est tout aussi forte que son maillon...

Arié Azoulay | Éducation

Un programme d'intervention en milieu scolaire de l'Université de Tel-Aviv aide les jeunes à faire face au stress de la vie sur la ligne de feu. En raison du conflit dans la bande de Gaza, de nombreux jeunes Israéliens vivent actuellement un été de violence et de peur susceptible de produire chez eux un large éventail de troubles psychologiques et psychiatriques cliniques ou subcliniques (do...

S.C.W. | Éducation

Le Président de l'Université de Tel-Aviv, le Prof. Joseph Klafter a annoncé que l'université allait octroyer des bourses de participation aux frais d'études pour la prochaine année universitaire à des centaines d'étudiants appelés au front dans le cadre de l'opération "Bordure protectrice". Ces bourses seront financées par les donateurs et les amis de l'Université. Le Prof. Joseph Klafter a ...

S.C.W. | Éducation

Côté israélien, trois civils et 53 soldats ont été tués, le plus lourd bilan militaire depuis la guerre contre le Liban en 2006. TEMOIGNAGE. Chaque fois que je rends visite à mon père (90 ans) en France, je l'observe lorsqu'il ouvre son journal préféré depuis 1965, le "Dauphiné Libéré". Il ouvre immanquablement son quotidien à la page des enterrements et annonces de décès. Depuis 15 jou...

Dan R. Assayah ( Rehovot) | Éducation

EXCLUSIF. L'Université Hebraïque de Jérusalem se classe au 22ème rang et L'Ecole Normale Supérieure (ENS) arrive au 35ème rang mondial des meilleures universités selon le Center of World University Rankings (CWUR). Le Weizmann Institute de Rehovot est au rang N°38. La magnifique Tel Aviv University est très bien classée : N° 86. Déception pour les Professeurs et Etudiants du brillantissime...

Dan Rosh (Tel Aviv) | Éducation

L'Institut technologique de Haïfa s’est forgé une réputation internationale en matière d’innovation et d’entrepreneuriat. Retour sur le succès de ce MIT israélien. Perché sur le mont Carmel, le campus du Technion n'offre pas seulement une vue imprenable sur la baie de Haïfa. Disséminés sur une colline boisée, ses bâtiments surplombent aussi le parc industriel et scientifique Matam, où les gé...

Léa Avisar | Éducation

Le ministre de l'Education voulait en faire une option "facultative", un "dommage" selon les législateurs L'étude de l'arabe devra être obligatoire dans toutes les écoles israéliennes si la proposition de loi est acceptée par le gouvernement dimanche, ont rapporté les médias israéliens. La proposition de loi reçoit le soutien massif des législat...

i24News | Éducation

L'Université de Tel Aviv et Northwestern University, située dans l'Illinois aux Etat-Unis, sont parvenus à une entente en vue d'étendre leur coopération. Celle-ci existait déjà entre la Northwestern University et les facultés de management (Recanati Business School) et de droit (Buchmann Faculty of Law) de l'Université de Tel Aviv ; elle s'étendra désormais à ses facultés de médecine (Sackler F...

Hanna Bueno | Éducation

Grâce à la persistance du Député Shimon Ohayon et avec l’aide permanente de Monsieur Oded Forer, Directeur Général du Ministère de l’Aliyah et de l’Intégration (Klita), le projet de correction de la Loi de 2008 sur la Reconnaissance de certains Diplômes Paramédicaux (orthophonistes, audiologues, kinésithérapeutes et diététiciens) vient d’être approuvé, à sa troisième discussion, par le Conseil ...

AAEGE | Éducation

Les passagers qui voyagent dans un avion en classe économique ne jouissent pas d’un confort optimal, ni d’une grande intimité… C’est le moins que l’on puisse dire. Idan Noyberg et Gal Bulka, deux diplômés de l’école israélienne Bezalel Academy of Art and Design ont créé le “b-tourist” pour offrir un voyage plus agréable. Cette gaine textile s’enfile sur les sièges et permet d’être dans “sa ...

IsraelValley Desk | Éducation

Du 30 mai au 2 Juin 2014, les participants de la mission annuelle du Technion France en Israël ont découvert Israël sous le thème "Making Sense of Big Data" soit : Big Data, la capture, le stockage, le partage, de l'analyse et la visualisation des données ainsi que la 3D dans des domaines pluridisciplinaires tels que la Santé, les Energies, l’Eau, les TIC. Les 50 participants de France, de ...

Muriel Touaty | Éducation

Des membres de la communauté des affaires indienne s'engagent à fournir des subventions aux Israéliens étudiant l'Hindi. Célébrant la Journée mondiale de l'hindi, des hommes d'affaires de la Bourse du diamant participeront aux frais de voyage en Inde des meilleurs élèves étudiant l'Hindi. Selon l'Université de Tel-Aviv, l'objectif de ces donateurs et de promouvoir l'hindi en Israël. Dans ...

Avner Myers | Éducation