This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

Autophagie

Аутофагия

L'autophagie (des autres auto-som grecs et «est») est un processus dans lequel les composants internes d'une cellule sont livrés à l'intérieur de ses lysosomes (chez les mammifères) ou de ses vacuoles (cellules de levure) et subissent une dégradation.

Le mot "autophagie" signifie "manger soi-même". Il s'agit d'un mécanisme intégré d'élimination des déchets: protéines inutiles, vieilles cellules usées et autres biomatériaux résiduels, bactéries et virus détruits par le système immunitaire. Sans ce processus, nos cellules mourraient sous l'avalanche de bactéries et de virus morts, leurs protéines et leurs organites usés.

Types et mécanismes de l'autophagie

Аутофагия
A: Modèle de formation des autophagosomes: une membrane isolante entoure les structures des cellules et crée un autophagosome (AP), qui fusionne avec le lysosome et crée un autolysosome (AL).
B: Micrographie électronique des structures autophagosomales dans le corps adipeux de la larve de Drosophila. C: Autophagosomes marqués par fluorescence dans des cellules de foie de souris affamées

On distingue maintenant trois types d'autophagie: la microautophagie, la macroautophagie et l'autophagie chaperon dépendante. Avec la microautophagie, les lysosomes capturent simplement des macromolécules et des fragments de membranes cellulaires. De cette manière, la cellule peut digérer les protéines avec un manque d'énergie ou de matériau de construction (par exemple, pendant la famine). Mais les processus de microautophagie se déroulent dans des conditions normales et sont généralement aveugles. Parfois, pendant la microautophagie, les organoïdes sont également digérés; par exemple, la microautophagie de peroxysomes et la microautophagie partielle de noyaux dans lesquels la cellule reste viable sont décrites chez la levure.

En macroautophagie, une partie du cytoplasme (contenant souvent des organoïdes) est entourée par un compartiment membranaire, semblable à une citerne du réticulum endoplasmique. En conséquence, ce site est séparé du reste du cytoplasme par deux membranes. De tels organites à double membrane entourant les organites et le cytoplasme retirés sont appelés autophagosomes. Les autophagosomes se lient aux lysosomes pour former des autophagolysosomes, dans lesquels les organites et le reste du contenu des autophagosomes sont digérés.

Apparemment, la macroautophagie est également aveugle, bien que l’on souligne souvent qu’avec l’aide de cette cellule la cellule peut se débarrasser des organoïdes «obsolètes» (mitochondries, ribosomes, etc.).

Le troisième type d'autophagie est médiée par un chaperon. Dans ce procédé, il se produit un transport dirigé de protéines partiellement dénaturées du cytoplasme à travers la membrane du lysosome vers sa cavité, où elles sont digérées. Ce type d'autophagie, décrit uniquement chez les mammifères, est induit par le stress. Il se produit avec la participation de protéines chaperones cytoplasmiques de la famille hsc-70, de protéines auxiliaires et de LAMP-2, qui servent de récepteurs membranaires au complexe chaperon et à la protéine à transporter vers le lysosome.

Dans le type de mort cellulaire autophage, toutes les organelles de la cellule sont digérées, ne laissant que les débris cellulaires absorbés par les macrophages.

Régulation de l'autophagie

L'autophagie accompagne l'activité vitale de toute cellule normale dans des conditions normales. Les principaux stimuli pour améliorer les processus d'autophagie dans les cellules peuvent servir

  • carence en nutriments
  • la présence d'organites endommagés dans le cytoplasme
  • la présence dans le cytoplasme de protéines partiellement dénaturantes et de leurs agrégats

En plus de la famine, l'autophagie peut être induite par un stress oxydatif ou toxique.

Actuellement, les mécanismes génétiques qui régulent l'autophagie sont étudiés en détail sur la levure. Ainsi, la formation d'autophagosomes nécessite l'activité de nombreuses protéines de la famille Atg (protéines apparentées aux autophagosomes). Des homologues de ces protéines ont été trouvés chez des mammifères (y compris l'homme) et des plantes.

L'importance de l'autophagie dans les processus normaux et pathologiques

L'autophagie est l'un des moyens de débarrasser les cellules d'organites inutiles, ainsi que le corps de cellules inutiles.

L'autophagie est particulièrement importante dans le processus d'embryogenèse, avec la soi-disant mort cellulaire auto-programmée. Or cette variante de l'autophagie est plus souvent appelée apoptose indépendante de la caspase. Si ces processus sont interrompus et que les cellules détruites ne sont pas retirées, l'embryon devient le plus souvent non viable

Parfois, à cause de l'autophagie, la cellule peut compenser le manque de nutriments et d'énergie et revenir à une vie normale. Au contraire, dans le cas de l'intensification des processus d'autophagie, les cellules sont détruites et, dans de nombreux cas, le tissu conjonctif prend leur place. Ces troubles sont l’une des causes de l’insuffisance cardiaque.

Les troubles de l'autophagie peuvent entraîner des processus inflammatoires si des parties de cellules mortes ne sont pas retirées.

Les troubles de l'autophagie jouent un rôle particulièrement important (bien que pas complètement compris) dans le développement des myopathies et des maladies neurodégénératives. Ainsi, dans la maladie d'Alzheimer, dans les processus des neurones des zones cérébrales touchées, on observe une accumulation d'autophagosomes immatures, qui ne sont pas transportés dans le corps cellulaire et ne fusionnent pas avec les lysosomes. La huntingtine et l'alpha synucléine mutantes - protéines dont l'accumulation dans les neurones provoque respectivement la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson - sont absorbées et digérées par l'autophagie chaperon-dépendante et l'activation de ce processus empêche la formation de leurs agrégats dans les neurones.

Autophagie: pourquoi ils ont décerné le prix Nobel de médecine

Аутофагия

Ce processus a été décrit pour la première fois en 1963 par le biologiste belge Christian de Duve, qui a observé comment des cellules "digéraient" des substances superflues à l'aide d'organites spéciales, appelées lysosomes par Duve. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osuma (il travaille actuellement à l'Institut de technologie de Tokyo à Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du déroulement de l'autophagie, Osuma a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus se déroulait avec un écart par rapport à la norme.

Ce processus a été décrit pour la première fois en 1963 par le biologiste belge Christian de Duve, qui a observé comment des cellules "digéraient" des substances superflues à l'aide d'organites spéciales, appelées lysosomes par Duve. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osuma (il travaille actuellement à l'Institut de technologie de Tokyo à Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du déroulement de l'autophagie, Osuma a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus se déroulait avec un écart par rapport à la norme.

Une cellule peut se débarrasser des «déchets» biologiques de deux manières. Tout d'abord, elle peut tirer parti des énormes molécules d'ubiquitine protéase, une enzyme capable de décomposer les protéines en acides aminés individuels. Les protéases flottent librement dans le cytoplasme. Osuma a étudié la deuxième méthode - le clivage de "déchets" dans les lysosomes; cela s'appelle l'autophagie.

Аутофагия
Processus d'autophagie: d'abord autour de l'objet - molécules, parties d'un organite, organite, bactérie ou virus, forme une membrane. Quand il se ferme, l'autophagosome formé transporte l'objet vers le lysosome et se combine avec lui dans l'autolysosome, où l'objet est clivé.

L'autophagie est mise en œuvre comme suit: premièrement, la cellule séquestre (isole) les molécules à détruire en construisant une membrane autour d'elles. Le quasi-organite résultant contenant une molécule ou même un autre organite est appelé un autophagosome. Ensuite, l'autophagosome s'approche du lysosome, formant un autolysosome. À l'intérieur, un objet isolé est exposé à des hydrolases - des enzymes qui le dissolvent.

L’autophagie fait partie du cycle de vie de la cellule. Il assure la survie des cellules pendant la famine, permet la différenciation des cellules et le contrôle de la croissance, et est également impliqué dans la régulation de nombreux autres processus dans la cellule. Une autophagie inappropriée est associée au développement de la maladie de Parkinson, du diabète de type 2 et d'autres maladies. Cependant, l'application pratique de la découverte d'Osumi et de ses collègues n'a pas encore été trouvée.

Via wikipedia.org & popmech.ru