À l'ère de l'exploration spatiale, l'environnement de la microgravité a eu un impact profond sur le système de perception mécanique des cellules. Lorsque l'accélération gravitationnelle tombe à un millionième de la surface de la terre, les récepteurs de l'intégrine sur la membrane cellulaire perçoivent d'abord l'absence de stimulus mécanique, un signal primaire qui est transmis à l'intérieur de la cellule par le complexe de la tache collante. L'étude a révélé que les fibres de stress dans le Cytosquelette subissent une dépolymérisation significative dans les 24 heures, la direction de l'arrangement des fibres d'actine passant d'une structure réticulaire régulière à un état désordonné.

La réaction en cascade de la voie de signalisation mécaniquement sensible se déroule ainsi: la diminution de l'activité de la Rock kinase entraîne une diminution du niveau de phosphorylation de la chaîne légère de myosine, ce qui rend la contractilité cellulaire diminuée; Dans le même temps, l'activité de l'axe de signalisation FAK - SRC est inhibée et l'efficacité de la formation des taches collantes est réduite de plus de 40%. Plus particulièrement, la localisation nucléaire de l'élément central de transduction mécanique Yap / taz a été considérablement réduite, entraînant une diminution d'environ 60% de l'expression génique liée à la prolifération médiée par le facteur de transcription tead.

Au niveau du réseau de signalisation métabolique, l'activation anormale de la voie AMPK a incité les cellules à passer de la Phosphorylation oxydative à la glycolyse pour l'énergie. L'analyse morphologique mitochondriale a révélé une réduction de 30% de la densité structurale de sa crête, accompagnée d'une diminution de la production d'ATP. Cette crise énergétique a encore aggravé l'inhibition de la voie ERK / MAPK, ce qui a entraîné une augmentation de 1,8 fois de la proportion de blocs du cycle cellulaire au stade G1.

La régulation épigénétique est également impliquée dans ce processus: l'activité de l'histone désacétylase hdac3 augmente, entraînant une diminution du niveau de modification de l'histone h3k27 acétylée dans la région promotrice du gène mécaniquement sensible. Le séquençage du Transcriptome unicellulaire a révélé que 378 profils d'expression génique impliquant la reconstruction du Cytosquelette étaient significativement modifiés, avec des perturbations du réseau de régulation Rho - gtpase mises en évidence.

Ces résultats révèlent non seulement le rôle fondamental de la gravité dans les réseaux de signalisation cellulaire, mais fournissent également un plan moléculaire pour le développement de stratégies d'intervention ciblées contre les effets physiologiques de l'environnement spatial. L'avenir promet d'ouvrir de nouvelles voies d'application dans les domaines de l'ingénierie tissulaire et de la Médecine régénérative grâce à la recherche sur les bioréacteurs qui imitent les effets de la microgravité.