Comment naissent les pulsations cellulaires qui façonnent les tissus ?

L’actine, partenaire indispensable à la contraction

Au cours du développement, les cellules changent de forme et se déplacent pour construire les tissus et les organes. Une partie des forces nécessaires provient de réseaux d’actomyosine : des filaments d’actine sur lesquels agissent des moteurs moléculaires appelés myosines. Ces réseaux se contractent souvent par pulsations, comprimant les cellules et contribuant à façonner les tissus.

Les mécanismes qui règlent les pulsations de la myosine ont été largement étudiés. Mais pour exercer sa force, la myosine doit d’abord être recrutée sur les filaments d’actine. Comment les pulsations de ces filaments apparaissent-elles ? La question restait moins explorée, alors que l’actine peut former des faisceaux ou des maillages, dont l’organisation pourrait influer sur leur dynamique.

Deux voies de construction pour un réseau pulsatile

À l’aide de techniques d’imagerie, les scientifiques ont suivi le réseau d’actine dans les cellules qui tapissent l’ovaire de la drosophile. Ils y ont observé des faisceaux et des maillages de filaments, ainsi que le rôle de deux systèmes qui participent à leur formation : Dia, associé à des filaments linéaires, et Scar/WAVE-Arp2/3, associé à des réseaux ramifiés.

Tous deux sont nécessaires à la régulation des pulsations de l’actine. Les pulsations de Dia contribuent, quant à elles, à leur déclenchement. Une autre protéine, la cofiline, intervient dans le renouvellement des filaments et relie l’action de ces deux systèmes.

La cofiline : un effet qui dépend de sa quantité

Selon les situations étudiées auparavant, la cofiline semblait tantôt favoriser, tantôt freiner l’assemblage de l’actine. Les résultats obtenus dans l’ovaire de la drosophile permettent de comprendre comment ces deux effets peuvent coexister. À faible concentration, la cofiline fragmenterait les filaments, facilitant leur renouvellement et leur assemblage. À forte concentration, elle entraînerait au contraire leur désassemblage massif.

Les manipulations génétiques classiques ne révélaient ici que son effet favorable à l’assemblage. Pour examiner l’autre effet directement dans les cellules, les scientifiques ont mis au point Zdk-cofiline, un outil qui permet d’activer la cofiline par la lumière. L’activation d’une faible quantité de cofiline favorise les pulsations de l’actine ; celle d’une quantité élevée peut les abolir.

Publiés dans la revue PNAS, ces travaux éclairent la naissance des pulsations du réseau d’actine, une étape nécessaire à l’action contractile de la myosine lors de la formation des tissus. Les scientifiques indiquent que ce mécanisme intervient aussi dans la migration collective des cellules.

Figure : Représentation schématique du modèle. 

A) Mécanisme de régulation de l’actine-F : les pulsations de Dia déclenchent les pulsations de l’actine-F, suivies des pulsations de la cofiline. À faible concentration, la cofiline favorise les réseaux d’actine-F ; inversement, à forte concentration, elle détruit les réseaux d’actine-F. 

B) Les courbes montrent que la pulsation de Dia précède la pulsation de l’actine-F et que la cofiline joue deux rôles opposés au cours de la phase montante ou descendante de la pulsation de l’actine-F.

C) Mécanisme de fonctionnement de l'outil optogénétique Zdk-cofiline : la lumière bleue entraîne la dissociation du domaine Zdk et du domaine LOV exposant le site actif de la cofiline et permettant ainsi à la cofiline active de se lier à l’actine-F.

En savoir plus : Li H, Liu B, Liu J, Mangeat T, Belguise K, Xue SL, Wang X. Coordinated regulation of diverse F-actin organizations orchestrates F-actin pulses in the actomyosin network. Proc Natl Acad Sci U S A. 2026 Sep 15;123(37):e2530056123. doi: 10.1073/pnas.2530056123. Epub 2026 Sep 8. PMID: 42709787; PMCID: PMC13578803.