Microdomaine

Définition

Un microdomaine est n'importe laquelle de plusieurs petites régions d'une membrane cellulaire qui a une structure distincte et une fonction distincte. Par exemple, une bordure en brosse de cellules épithéliales.

Les radeaux lipidiques sont des microdomaines membranaires plasmiques enrichis en cholestérol et en sphingolipides qui interviennent dans la compartimentation latérale des molécules à la surface cellulaire. L'internalisation des ligands et des récepteurs par ces domaines intervient via un processus défini comme l'endocytose dépendante du radeau.

Un radeau lipidique avec microdomaines :

Un modèle simplifié de structure de radeau lipidique dans les membranes cellulaires et leurs microdomaines. Les phospholipides (marron et rouge) et le cholestérol (jaune) sont distribués dans les deux feuillets, tandis que les sphingolipides (violet) sont enrichis dans le feuillet externe de la bicouche. Les chaînes acyle des radeaux lipidiques sont généralement longues et saturées (violet et rouge), tandis que celles des microdomaines non radeau sont plus courtes et contiennent une ou deux chaînes acyle insaturées (marron). Les microdomaines de radeau contiennent des concentrations de protéines ancrées au glycosylphosphatidylinositol (GPI) (orange), tandis que les protéines transmembranaires (bleu) et prénylées (bleu) ne sont généralement pas associées au radeau. Le panneau A représente un radeau lipidique en coupe transversale; le panneau B montre une vue 3D, regardant à 45 degrés du haut de la membrane. GPL, glycérophospholipide; GSL, glycosphingolipide; SM, sphingomyéline.

Explications

Entre autres fonctions, les microdomaines membranaires latéraux servent de plates-formes pour concentrer des protéines membranaires spécifiques dans un milieu adéquat pour leur conformation réelle. Pour de nombreuses protéines, comme les capteurs membranaires, les récepteurs ou certains transporteurs, il a été documenté que l'accumulation locale au niveau de la membrane améliore considérablement leur activité. Par conséquent, une cellule avec des membranes compartimentées latéralement est plus efficace biologiquement, mesurée en termes de survie cellulaire, de résistance au stress, de durée de vie chronologique, etc.

Les microdomaines membranaires, souvent appelés radeaux lipidiques, sont des sous-domaines spécifiques des membranes cellulaires enrichies en cholestérol et en sphingolipides contenant des chaînes acyles saturées. Ces microdomaines sont dus aux interactions du cholestérol avec des chaînes acyle saturées qui entraînent un compactage serré de ces lipides par rapport aux phospholipides, qui sont riches en chaînes acyle coudées et insaturées.

Ce tassement lipidique différentiel induit la formation d'une phase liquide ordonnée (Io) et d'une phase liquide désordonnée (Id) plus lâche. Le cholestérol joue un rôle critique dans la régulation du comportement de phase; au delà d'une concentration seuil, la phase Io est favorisée. La formation de la phase Io est également renforcée par des liaisons hydrogène intermoléculaires qui se forment entre les sphingolipides. L'enrichissement en sphingolipides dans le feuillet externe de la PM donne un domaine Io qui "flotte" dans le domaine Id environnant, d'où le terme "radeaux lipidiques".

Ces microdomaines lipidiques, en raison de leur insolubilité dans un détergent non ionique à basse température, peuvent être isolés biochimiquement en tant que complexe répresseur transcriptionnel (DRM). En raison de leur forte teneur en lipides, les complexes DRM flottent à faible densité dans des gradients de densité de saccharose.

L'isolement de DRM a été largement utilisé pour identifier les protéines associées aux radeaux lipidiques. Les protéines qui ont tendance à résider dans ces microdomaines comprennent des protéines acylées seules ou multiples telles que les protéines G et certaines tyrosine kinases qui résident généralement dans le feuillet interne et les protéines ancrées au glycosylphosphatidylinositol (GPI), qui sont attachées au feuillet externe des microdomaines membranaires.

Une mise en garde majeure à l'approche d'isolement DRM est que le traitement au détergent froid peut provoquer l'agrégation des domaines membranaires. Par conséquent, les radeaux lipidiques isolés peuvent représenter des artefacts de traitement détergent plutôt que des microdomaines membranaires présents dans les membranes cellulaires vivantes natives.

Pour surmonter cette limitation technique, les méthodes qui visualisent le copatching d'une protéine d'intérêt avec des marqueurs de radeau bien connus (par exemple, GM1) par microscopie d'immunofluorescence sont souvent couplées à l'analyse DRM pour identifier l'association de protéines avec des radeaux lipidiques.

Étant donné que les microdomaines natifs des radeaux lipidiques sont définis comme ayant un diamètre de 10 à 200 nm, des approches de microscopie avancées telles que le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET), le suivi d'une seule particule, la récupération de fluorescence après photoblanchiment (FRAP), la microscopie immunoélectronique et la microscopie à deux photons ont été appliqués pour caractériser les radeaux lipidiques dans les cellules vivantes.

En rapport avec "microdomaine"

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  La bordure en brosse est une structure apicale absorbante de certaines cellules, formée de très nombreuses microvillosités qui lui donnent un aspect de brosse...

• radeau lipidique

  

  Un radeau lipidique est un microdomaine d'un membrane, la membrane plasmique, dont la fluidité est bien inférieure à celle de son environnement.

• micro-injection

  

  La micro-injection est une méthode directe d'injection mécanique pour introduire l'ADN dans le cytoplasme ou le noyau d'une cellule.

• micro-organisme

  

  Un micro-organisme est un organisme microscopique, de nature végétale (microalgues, flore) ou animale (microbe).