Cytonème

Définition

Un cytonème est un type spécialisé de filopodes de signalisation qui échangent des protéines de signalisation entre les cellules. Un rôle fondamental et essentiel pour les cytonèmes, en tant que filopodes spécialisés, est de transporter les protéines de signalisation entre les cellules de signalisation.

Des cytonèmes :

Les cellules du disque imaginal de l'aile du troisième stade ont de longs cytonèmes polarisés chez la drosophile.

Explications

Les cytonèmes ont d'abord été notés comme de longues extensions cellulaires qui dépassent des cellules du disque imaginal des ailes de Drosophila et sont principalement linéaires, avec des diamètres estimés à 100–200 nm et des longueurs comprises entre 2 et 150 μm. Cependant, les filopodes peuvent s'étendre sur plus de 800 μm et ont été mesurés avec des diamètres de 100 à 500 nm. Par conséquent, les caractéristiques macrostructurales contribuent à la classification des différents types de structures de type filopode.

Les cellules du disque imaginal de l'aile chez la drosophile se développent en utilisant les informations reçues d'un centre de signalisation associé à la bordure du compartiment antérieur/postérieur. Les cellules du disque ont de fines extensions à base d'actine (cytonèmes) qui se projettent vers ce centre de signalisation. Des cytonèmes peuvent être induits lorsque des cellules des flancs latéraux d'un disque alaire sont cultivées à côté de cellules de la bordure A/P ou à côté d'une source de facteur de croissance des fibroblastes.

Les cellules de bourgeon de membre de souris développent également des projections au cours d'une brève période de culture, ce qui indique que les cytonèmes sont un attribut des cellules de vertébrés et d'invertébrés. Nous suggérons que les cytonèmes pourraient être responsables de certaines formes de communication cellule-cellule à longue distance.

Transport du morphogène

Un autre moyen par lequel le transport actif du morphogène pourrait être accompli a été suggéré par l'observation que les cellules étendent de longues projections cytoplasmiques appelées "cytonèmes" vers une source de morphogène.

Un défi pour le modèle de cytonème vient de l'observation que le mouvement du ligand semble être non directionnel dans les disques imaginaux. De petits groupes de cellules qui expriment de manière ectopique l'un des trois morphogènes montrent une activation symétrique des gènes cibles autour de la source.

En d'autres termes, il n'y a pas d'orientation intrinsèque à la direction dans laquelle un gradient se forme autour d'une source ectopique. En revanche, les cytonèmes ont une orientation intrinsèque par rapport à l'axe que le morphogène modèle normalement.

Par exemple, ils s'étendent de latéral à médial selon l'axe AP du disque alaire, orienté selon le gradient Dpp. Cela semble poser problème, à moins que nous soyons prêts à invoquer un moyen de communication à longue distance qui permette aux cytonèmes d'identifier l'emplacement du nouveau centre de signalisation et de se réorienter vers lui. Il convient également de noter que les cytonèmes se trouvent sur la surface apicale de l'épithélium, alors que Dpp et Wg semblent se déplacer du côté basolatéral de l'épithélium. L'évaluation du rôle des projections cytoplasmiques dans la formation des gradients constituera un défi intéressant pour les travaux futurs.

Induction de cytonèmes

La distribution polarisée des cytonèmes suggère que les cellules des disques alaires développent des extensions cytoplasmiques en réponse à un chimioattractant. Pour tester cette possibilité et pour caractériser davantage les cytonèmes, nous avons développé une méthode pour les induire dans une culture de cellules de disques alaires. De petits morceaux de disques alaires de troisième stade ont été isolés et surveillés pendant une brève période de culture de 50 à 90 min.

Les fragments du flanc antérieur de la poche alaire (fragments A) ont développé peu ou pas de cytonèmes lorsqu'ils sont cultivés seuls ou à côté d'un autre fragment A ou d'un fragment du flanc postérieur de la poche alaire (fragment P).

En rapport avec "cytonème"

• filopode

  

  Un filopode, ou un filopodium, désigne un pseudopode allongé et étroit, d'allure filamenteuse.

• ligand

  

  Un ligand est une molécule ou anion, minéral ou organique, simple ou complexe, susceptible de former des complexes avec des cations ou métaux, au travers...

• morphogène

  

  Une substance est morphogène quand elle est diffusible en concentration graduelle, elle informe les cellules sur leur position dans l'embryon et détermine...

• axonème

  

  L'axonème est la structure axiale des cils et des flagelles des eucaryotes, fondamentalement microtubulaires, qui est l'élément essentiel de la mobilité.