Journal de la nanomédecine et de la découverte biothérapeutique
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Abstrait

Nanomédecine et administration de médicaments : visualisation et enregistrement au microscope électronique de la récupération de la tête de myosine et des coups de puissance dans les filaments de myosine hydratés à l'aide de la chambre environnementale à gaz - Haruo Sugi - Université Teikyo, Japon

Haruo Sugi

Bien que plus de 50 ans se soient écoulés depuis la découverte monumentale du mécanisme de glissement des filaments dans la contraction musculaire, le mécanisme moléculaire du mouvement de la tête de myosine, couplé à l'hydrolyse de l'ATP, est toujours un sujet de débat et de spéculation. Le moyen le plus simple d'étudier le mouvement de la tête de myosine, produisant un glissement des myofilaments, pourrait être d'enregistrer directement le mouvement de la tête de myosine induit par l'ATP dans des filaments de myosine hydratés et vivants à l'aide de la chambre environnementale à gaz (EC) attachée à un microscope électronique. Alors que l'EC est depuis longtemps utilisée par les scientifiques des matériaux pour l'observation in situ de la réaction chimique de composés inorganiques, nous sommes le seul groupe à utiliser avec succès l'EC pour enregistrer le mouvement de la tête de myosine dans des filaments de myosine vivants. Nous marquons la position des têtes de myosine individuelles en attachant des particules d'or (diamètre, 20 nm) via trois anticorps monoclonaux différents, se fixant à : la région distale du domaine catalytique de la tête de myosine (CAD) ; au domaine convertisseur de la tête de myosine (COD) et au domaine du bras de levier de la tête de myosine (LD). Premièrement, nous avons enregistré le mouvement de la tête de myosine induit par l'ATP en l'absence de filaments d'actine et avons constaté que les têtes de myosine s'éloignaient de la région centrale nue des filaments de myosine. Cette découverte constitue le premier enregistrement direct au microscope électronique de la course de récupération de la tête de myosine dans une condition dans laquelle la myosine se dirige presque librement avec une amplitude moyenne d'environ 7 nm. Après de nombreux efforts, nous avons réussi à enregistrer la course de puissance de la tête de myosine induite par l'ATP dans un mélange de filaments d'actine et de myosine en 2015. Étant donné que seule une proportion limitée de têtes de myosine peut être activée par une quantité limitée d'ATP appliquée, les têtes de myosine ne se déplacent qu'en étirant les structures sarcomères adjacentes, c'est-à-dire dans une condition nominalement isométrique. La CAD de la tête de myosine ne s'est pas déplacée parallèlement à l'axe du filament dans la force ionique standard, alors qu'elle s'est déplacée parallèlement à l'axe du filament à faible force ionique, conformément à nos expériences physiologiques sur des fibres musculaires individuelles. Ces résultats indiquent que le mouvement de la tête de myosine n'obéit pas nécessairement aux prédictions de l'hypothèse du bras de levier oscillant figurant dans tous les manuels