Dynamique interne du noyau d'une cellule vivante : étude par diffusion dynamique de la lumière
Institution:
École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Recent breakthroughs in cell biology have shown that living cell nucleus is an organized set of distinct domains, each of them having its own role. This organization is highly dynamic. That is, indeed, the key of the cell adaptation to its environment. Therefore, nucleus dynamics reflects the cell state. Although the study of this dynamics has become one of the main stakes of research in cell biology, global dynamics of the nucleus is still badly understood. To investigate this dynamics, we elaborated an original setup to carry out dynamic light scattering experiments. It should be noticed that, if dynamic light scattering is a " classical " technique used to study dynamical properties of organized molecular systems (e. G. Colloidal systems, surfactants, polymers in solution, gels, liquid crystals), so far it has never been used to study the dynamical properties of living cell nuclei. By means of this setup, we investigated global dynamics of the nucleus of neuroblastoma cells (SHEP line) during the cell cycle. We observed that the internal dynamics of the nucleus is very rich and complex, with a large range of characteristic times ranging from some milliseconds to decades of seconds. By analyzing the autocorrelation function of the scattered intensity, < I(0)I(t) >, we probed the internal nucleus dynamics accurately from millisecond to second. We point out two independent distributions of characteristic times. The first one is a distribution of fast times ranging from 5 to 70 ms. The second one is a distribution of slow times ranging from 0. 5 to 2 s. We shown that these distributions depend on the stage of the cycle in which the cells are. Using this experimental setup, we were also able to point out and investigate a transmission process of apoptotic death from a cell toward its neighbors.
Abstract FR:
De récents progrès en biologie cellulaire ont montré que le noyau d'une cellule vivante est un ensemble bien organisé de différents domaines ayant chacun une fonction propre. Cette organisation est hautement dynamique. En effet, elle est la clé de l'adaptation de la cellule à son environnement. La dynamique du noyau est ainsi le reflet de l'état de la cellule. Bien que l'étude de cette dynamique soit devenue l'un des enjeux majeurs de la recherche en biologie cellulaire, la dynamique globale du noyau est encore peu comprise. Pour étudier cette dynamique nous avons mis au point un montage expérimental original de diffusion dynamique de la lumière. Il est à noter que si la diffusion dynamique de la lumière est une technique " classique " pour l'étude des propriétés dynamiques des systèmes moléculaires organisés (i. E. Systèmes colloïdaux, surfactants, polymères en solution, gels, cristaux liquides), elle n'avait, encore, jamais été utilisée pour étudier les propriétés dynamiques du noyau d'une cellule vivante. Grâce à ce montage, nous avons étudié la dynamique globale du noyau de cellules neuroblastomes de la lignée SHEP, au cours du cycle cellulaire. Nous avons ainsi pu observer que la dynamique interne du noyau est très riche et très complexe, avec un très grand nombre de temps caractéristiques s'étalant de quelques millisecondes à quelques dizaines de secondes. Par l'analyse des fonctions d'autocorrélation de l'intensité diffusée, < I(0)I(t) >, nous avons, plus particulièrement, sondé la dynamique interne du noyau entre la milliseconde et la seconde. Nous avons mis en évidence deux distributions indépendantes de temps caractéristiques. La première est une distribution de temps rapides compris entre 5 et 70 ms. La deuxième est une distribution de temps plus lent compris entre 0,5 et 2 s. Nous avons montré que ces distributions étaient dépendantes de la phase du cycle dans laquelle se trouvaient les cellules. Le montage expérimental que nous avons construit nous a également permis de mettre en évidence et d'étudier un processus de transmission de la mort par apoptose d'une cellule vers ses plus proches voisines.