Les protéines courbent la membrane comme une cuillère plie la peau du lait express

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La membrane d'une cellule vivante n'est pas une carapace rigide, mais un film souple dans lequel sont incrustées des milliers de protéines, comme des raisins secs dans une pâte. Lorsqu'une protéine change de forme ou que la cellule se déplace, le film se déforme : parfois à peine perceptible, comme la surface de l'eau sous l'effet d'une poussière qui tombe, et parfois fortement — comme un drap quand on étire les jambes dessous. Jusqu'à présent, les calculs ne décrivaient que les faibles déformations, mais dans une cellule réelle, les courbures peuvent être profondes : lors de la division, de la capture de particules, de la formation de vésicules de transport. Les auteurs de ces nouveaux travaux se sont penchés pour la première fois sur les fortes courbures et ont découvert quelque chose d'inattendu.

Ils ont utilisé un modèle informatique où la membrane et les protéines sont divisées en de nombreux petits éléments, comme une mosaïque. Il s'avère que la force avec laquelle une membrane courbée tire la protéine vers le haut ou vers le bas n'est pas monotone : elle augmente d'abord, puis diminue. C'est comme étirer un élastique avec une perle collée dessus — plus on tire la perle, plus l'élastique résiste, mais à un moment donné, l'élastique glisse entre les doigts et la force chute. De plus, ce comportement ne dépend pas de la forme de la protéine — que ce soit un cône ou un cylindre. Pour deux protéines voisines, le calcul a montré : si elles sont inclinées dans la même direction, elles se repoussent ; si elles sont inclinées dans des directions opposées, elles s'attirent. Cela rappelle le comportement des charges électriques, sauf qu'ici, au lieu d'une charge, c'est l'inclinaison de la protéine qui joue ce rôle.

Ces calculs aident à comprendre comment les protéines s'assemblent en groupes à la surface de la cellule, comment la cellule trie les cargaisons et les envoie vers les bons compartiments. Tout cela est à la base de la vie, mais jusqu'à présent, nous ne voyions que de faibles ombres de ces processus. Maintenant que les fortes courbures sont calculées, le tableau devient plus complet.