Systèmes de signalisation cellulaire

Study Notes

Le développement d'un organisme dépend des interactions entre groupes de cellules. Des inducteurs, tels que les facteurs de croissance, cytokines ou hormones, sont sécrétés par une cellule et agissent sur des cellules cibles.
Ces inducteurs, généralement des protéines, se lient à des récepteurs spécifiques sur les cellules cibles, activant des voies de transduction de signal.
Ces voies modifient le comportement cellulaire, par exemple en activant ou réprimant des gènes, ou modifiant le cytosquelette ou le métabolisme cellulaire.
Les réponses cellulaires varient en fonction du récepteur, de son couplage avec la voie de transduction, et du couplage de ces voies avec la régulation des gènes.

Les récepteurs aux protéines inductrices sont classés en trois catégories :
- Récepteurs liés à une activité enzymatique (tyrosine kinases sérine/thréonine) qui, lorsqu'ils reçoivent un signal, provoquent une dimérisation et une auto-phosphorylation. Cela active des voies de transduction du signal.
- Récepteurs couplés à la protéine G, qui activent des enzymes ou des canaux ioniques, déclenchant une cascade de réactions.
- Récepteurs de canaux ioniques, qui permettent un passage rapide d'ions.

Les molécules inductrices du mésoderme sont des substances diffusibles sécrétées, identifiées à l'aide de tests biochimiques et utilisant des méthodes de biologie moléculaire.
Ces inducteurs doivent répondre à des critères expérimentaux tels que: la présence de la molécule et son récepteur au bon endroit et au bon moment, la capacité à induire du mésoderme in vitro, et la capacité d'induire le mésoderme via l'ARNm.
Ces critères permettent d'identifier des molécules impliquées dans l'induction du mésoderme.

Les FGFs sont une famille de protéines régulant la prolifération cellulaire et la différenciation, importants pendant le développement.
Ils interagissent avec des récepteurs spécifiques, entraînant une activité tyrosine kinase.
Les FGFs agissent également avec l'héparine, ce qui les stabilise et prévient leur dénaturation. Ils interagissent avec d'autres protéines (récepteurs), activent des voies de transduction et entraînent la phosphorylation des protéines cytoplasmiques.

Les TGFB, facteurs multifonctionnels, régulent la prolifération et la différenciation cellulaire à l'aide de divers récepteurs.
Ces récepteurs sont des sérine/thréonine kinases
Ceux-ci s'activent et sont impliqués dans la voie de signalisation des TGFB dans le développement embryonnaire.

Les protéines Nodal, une famille de TGFB, sont impliquées dans le développement du mésoderme.
Leur expression change au cours de la segmentation.
Elles jouent un rôle dans la formation de différents mésodermes, en fonction des doses et du moment.

L'induction du mésoderme est également dépendante des facteurs de transcription, qui sont des protéines liant l'ADN pour activer ou inhiber la transcription des gènes.
L'identification d'un ARNm « siamois » (un gène codant pour un facteur de transcription) et d'autres facteurs a montré leur rôle dans ce processus.

Les protéines Dsh et GSK-3 et la B-caténine sont impliquées dans la régulation du mésoderme.
Leur désactivation affecte les patrons de développement embryonnaire.
La B-caténine, une protéine cytoplasmique qui régule l'expression des gènes, semble jouer un rôle crucial dans les voies conduisant à la différenciation du mésoderme.

Ces voies permettent aux cellules de réagir aux signaux extracellulaires.
Différentes voies de transduction du signal (tyrosine kinase, protéine G, voies des phosphoinositides, protéines Smad) sont utilisées pour envoyer et recevoir les messages entre les cellules