Crédit : Université Vanderbilt
Dans le domaine du football, la défense est essentielle pour contrer les attaques adverses et maintenir l’équilibre de l’équipe.
Une comparaison pertinente peut être faite avec le fonctionnement interne de nos cellules, où des mécanismes similaires régulent les réponses aux signaux environnementaux.
Les boucles de rétroaction négatives (NFL) jouent un rôle crucial en modulant l’activité cellulaire, en réduisant l’intensité des réactions lorsque cela est nécessaire.
Une étude récente menée par des chercheurs de l’Université de Vanderbilt a mis en lumière l’évolution de ces « défenseurs » moléculaires, révélant que leur adaptation varie en fonction de leur position au sein de la voie de signalisation.Danial Asgari, chercheur postdoctoral au Tate Lab, et Ann Tate, professeur agrégé de sciences biologiques, ont publié un article intitulé "Comment la structure de la régulation de la signalisation évolue : aperçu d’un modèle évolutif".
Les résultats indiquent que les boucles de rétroaction négative situées en aval, c’est-à-dire près des décisions finales de la cellule telles que l’activation ou la désactivation des gènes, sont plus résistantes aux changements évolutifs.
En effet, ces boucles agissent à proximité du noyau cellule, où de petits ajustements peuvent avoir un impact significatif sur l’expression génique.
En revanche, les boucles situées en amont, agissant plus tôt dans la chaîne de signalisation, signalent davantage les influences extérieures à la cellule et semblent évoluer dans des conditions plus spécifiques.
Asgari souligne que la dégradation des protéines de signalisation facilite cette évolution des boucles en amont, mettant ainsi en évidence les subtilités de l’évaluation évolutive dans des contextes variés.Pour mieux illustrer ces concepts complexes, Asgari propose une analogie avec un circuit électrique.
Dans cette métaphore, une rétroaction négative en amont régule le courant électrique, influençant ainsi l’intensité de l’éclairage d’une LED.
En revanche, la rétroaction négative en aval ajuste directement la luminosité de la LED sans changer le niveau d’entrée initial.
Ann Tate ajoute que cette recherche représente une avancée majeure pour comprendre comment les systèmes biologiques, tels que le système immunitaire, établissent un équilibre entre coût et contrôle.
Elle souligne également que la topologie des voies de signalisation—c’est-à-dire la configuration des interactions entre molécules—joue un rôle fondamental dans ces processus évolutifs.
Les conclusions de cette étude pourraient ouvrir la voie à de nouvelles perspectives sur la maladie, en suggérant que plusieurs niveaux de régulation par rétroaction sont nécessaires pour maintenir l’équilibre cellulaire, mais qu’il reste à définir comment chacun de ces niveaux contribue dans divers contextes pathologiques.Pour plus de détails, consultez l’article de Danial Asgari et al., "Comment la structure de la régulation de la signalisation évolue : aperçu d’un modèle évolutif", publié en 2025 dans la revue de biologie moléculaire et d’évolution.
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