Des scientifiques de l’Université d’Edimbourg ont capturé les toutes premières images du réseau nanométrique de nos cellules, surnommé « cell-wide web ». Les résultats révèlent que les cellules du corps seraient câblées comme des puces électroniques, afin de diriger des signaux indiquant leur fonctionnement. Mais contrairement aux circuits imprimés de nos appareils électroniques, les cellules peuvent recâbler rapidement leurs réseaux de communication afin de modifier leur comportement.
Les images publiées par l’équipe de recherche ont été obtenues grâce à des techniques informatiques similaires à celles utilisées pour générer la première image d’un trou noir (M87*). La découverte de ce réseau à l’échelle cellulaire nous permet de mieux comprendre la façon dont les instructions sont réparties autour d’une cellule.
Les scientifiques savent depuis longtemps que les divers organes et structures d’une cellule se situent dans le cytoplasme. Ils pensaient cependant que les signaux indiquant à la cellule le comportement à adopter étaient censés être transmis sous forme d’ondes, la fréquence de ces dernières devant être l’élément clé du message transmis.
Mais des chercheurs de l’Université d’Édimbourg ont découvert que l’information est acheminée sur un réseau de « fils-guides », qui transmettent des signaux sur de très petites distances, à l’échelle nanométrique. Selon eux, c’est le mouvement des molécules chargées à travers ces distances infimes qui transmet l’information, comme cela est le cas dans un microprocesseur. L’étude a été publiée dans la revue Nature Communications.
Ces signaux localisés sont chargés d’orchestrer les activités de la cellule, telles que le fait de demander aux cellules musculaires de se détendre ou de se contracter. Lorsque ces signaux atteignent le matériel génétique situé au cœur de la cellule (le noyau cellulaire), ils ordonnent de minuscules changements de structure, qui libèrent des gènes spécifiques afin qu’ils puissent être exprimés.
Ces changements dans l’expression des gènes modifient davantage le comportement de la cellule. Par exemple, lorsque la cellule passe d’un état stable à une phase de croissance, le circuit est complètement reconfiguré pour transmettre des signaux qui activent les gènes nécessaires à la croissance.
Une meilleure compréhension du « code » responsable du contrôle de ce système câblé complexe, pourrait nous aider à en savoir plus sur des maladies telles que l’hypertension artérielle pulmonaire et le cancer, et peut-être un jour ouvrir de nouvelles opportunités de traitement.
C’est en étudiant le mouvement des molécules de calcium chargées à l’intérieur des cellules que l’équipe a abouti à cette découverte. Ces dernières constituent les principaux messages contenant des instructions au sein des cellules.
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Les chercheurs expliquent que leurs découvertes sont un exemple de la biologie quantique, un domaine émergent qui s’appuie sur la mécanique quantique et la chimie théorique pour résoudre des problèmes biologiques.
« Nous avons constaté que la fonction des cellules est coordonnée par un réseau de nanotubes, similaires aux nanotubes de carbone que l’on trouve dans un microprocesseur » a déclaré le professeur Mark Evans, du Centre for Discovery Brain Sciences de l’Université d’Edimbourg.
« Ce qui est frappant, c’est que ce circuit est extrêmement flexible, car ce réseau d’échelle cellulaire peut être rapidement reconfiguré pour fournir différentes sorties, d’une manière déterminée par les informations reçues et relayées par le noyau. Il s’agit de quelque chose qu’un microprocesseur ou un ordinateur fabriqué par l’Homme n’est absolument pas capable de reproduire » ajoute-t-il.
Le corps humain étant constitué de centaines de milliers de milliards de cellules, nous pouvons maintenant dire que nous sommes des machines pourvues d’une quantité sans égal de microprocesseurs dynamiques, tous capables de se modifier à la demande. Ce qui est d’autant plus fascinant, c’est que toute cette incroyable ingénierie biologique fonctionne à la perfection sans que nous en ayons conscience.
Un trou noir
est un objet compact au champ gravitationnel si intense qu'aucune
matière ni aucun rayonnement ne peut s'en échapper. Puisque ces
astres n'émettent aucune lumière, ils ne peuvent être... [...]