Une étude menée par l'Université de Toronto vient de voir le mouvement des protéines codées par le génome de la levure cartographié avec succès tout au long de son cycle cellulaire. Le processus de surveillance de toutes les protéines d’un organisme depuis le début jusqu’à la fin du cycle cellulaire représente le premier exemple de ce type. La recherche, récemment publiée dans une prestigieuse revue Cell, a utilisé la combinaison complexe de la technologie d’apprentissage profond et de la microscopie avancée pour rendre cette découverte possible.
Les chercheurs ont testé deux modèles d’apprentissage profond, à savoir DeepLoc et CycleNet, pour analyser des images de millions de cellules de levure dans la vie réelle. Grâce à la mise en œuvre de cette méthode informatique de pointe, les scientifiques ont produit une carte détaillée, identifiant les emplacements exacts ainsi que le processus de substitution des protéines au sein de la cellule à chaque étape du cycle cellulaire.
Les études génèrent des informations sur l’orchestration délicate des protéines tout au long du cycle cellulaire. C'est leur découverte que les protéines sont généralement responsables du cycle cellulaire lorsqu'elles remarquent que les modèles d'expression sont réguliers lorsque leurs niveaux dans la cellule fluctuent de temps en temps. D’un autre côté, les protéines qui se déplacent de manière prévisible dans la cellule sont principalement impliquées dans l’exécution physique du processus.
Importance pour la biologie et la médecine
Comprendre le cycle cellulaire au niveau moléculaire est indispensable car il est au cœur de la croissance cellulaire de tous les organismes vivants. Le déséquilibre des protéines joue un rôle crucial dans la régulation du cycle cellulaire qui, à son tour, selon le type de perturbation, pourrait conduire à des maladies graves comme le cancer.
La recherche a découvert des centaines de protéines localisées et concentrées à certaines positions ou niveaux au cours des différentes phases du cycle cellulaire. Cela a fait émerger l’idée d’une régulation à plusieurs niveaux comme condition pour que les cellules se divisent peut-être correctement. Grâce à l'utilisation de la microscopie à fluorescence et d'algorithmes d'apprentissage automatique, les chercheurs ont profilé avec précision des milliers de protéines à travers des jonctions cellulaires distinctes, révélant une granularité jusqu'alors inédite dans la chorégraphie moléculaire des protéines au cours de la division cellulaire.
Conséquences futures
La cellule de levure est un modèle irremplaçable de la biologie eucaryote qui se caractérise par ses spécificités. Les connaissances obtenues grâce aux études sur les cellules de levure peuvent être utilisées pour comprendre le cycle cellulaire humain, ce qui peut être utile aux progrès de la médecine et de la biotechnologie.
Le premier auteur de l'étude, le Dr Athanasios Litsios, chercheur postdoctoral au Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research, a déclaré que l'importance des cellules de levure, en tant qu'organisme modèle, dans l'étude de processus biologiques complexes à l'échelle du génome. On ne saurait trop insister sur ce niveau.
Enfin, l'étude de l'Université de Toronto représente une avancée majeure en biologie cellulaire. Grâce à l’utilisation d’une technologie de pointe et d’approches informatiques avancées, les chercheurs ont découvert la chorégraphie complexe des protéines à l’intérieur des cellules de levure au cours du cycle cellulaire. Cette étude historique fait non seulement progresser notre compréhension des processus biologiques fondamentaux, mais ouvre également un grand potentiel pour résoudre des problèmes médicaux difficiles à l'avenir.
Cet article a été publié pour la première fois sur l' Université de Toronto
