La voie de signalisation Notch est l’un des grandes voies de signalisation intervenant dans le développement des organismes vivants. Sa régulation est primordiale pour que chaque être vivant voit le jour avec « ce qu’il faut où il faut ». En collaboration avec des chercheurs de la Goethe University de Francfort, Franck Dequiedt a mis au jour un nouveau mécanisme de contrôle du signal Notch.

Un organisme est, par définition, un ensemble d’éléments composant une structure fonctionnelle. En biologie, un organisme désigne l’ensemble des cellules, des tissus, des organes qui composent un être vivant. C’est l’interaction entre ces multiples éléments, mais également la réaction de ces éléments à des stimulations extérieures, qui permet aux organismes de vivre et de survivre. Bien que très complexe et encore loin d’être totalement connu et compris, le développement des organismes supérieurs reposerait sur quelques voies principales de signalisations qui le gouvernent. Celles-ci consistent en une série de réactions en cascade déclenchée par un stimulus et permettant la transmission d’un signal au sein d’une cellule ou d’une cellule à l’autre. Parmi elles, on compte la voie de signalisation Notch.

« Ce sont ces voies, telles que Notch, Homeobox ou Wnt, qui font qu’un organisme va se développer pour former tel ou tel animal. Elles jouent beaucoup de rôles différents et sont impliquées dans l’organogenèse au cours de plusieurs stades du développement », précise Franck Dequiedt, chercheur qualifié FNRS à la Faculté de Gembloux Agro-Bio-Tech et au GIGA de l’ULg. Mais comment seules quelques voies de signalisation ont-elles pu donner naissance à la grande diversité des organismes que la Terre a pu voir défiler ? « Ces voies doivent être flexibles et dépendre du contexte pour pouvoir aboutir à une telle biodiversité », poursuit Franck Dequiedt. D’où l’intérêt de comprendre comment ces voies sont modulées et contrôlées.

L’ubiquitine, pas seul maître à bord

Depuis quelques années, la recherche sur la voie de signalisation Notch connaît un nouvel essor. Les scientifiques ont en effet découvert que celle-ci intervient dans la spécification des cellules souches mais aussi qu’une dérégulation de cette voie peut entraîner l’apparition de cancers. De manière très résumée, la voie Notch se déroule comme suit : Notch est un récepteur transmembranaire qui est activé par deux grandes familles de ligands. Ces ligands se lient au niveau de la partie extracellulaire du récepteur Notch ce qui provoque le clivage de la partie intracellulaire du récepteur. Cette dernière, appelée NICD (Notch intracellular domain), migre alors au sein du cytoplasme de la cellule et pénètre dans le noyau. Là, le NICD va activer l’expression de gènes impliqués dans le développement des organismes.

Au cours de sa migration de la membrane au noyau de la cellule, la stabilité du NICD est contrôlée, c'est-à-dire que la cellule peut ou non le dégrader. « Cette protéine peut être marquée par une autre protéine, l’ubiquitine, qui indique à une machinerie spécialisée de dégradation, le protéasome de dégrader le NICD par protéolyse. Cela permet à la cellule de contrôler l’intensité et la durée du signal Notch », indique Franck Dequiedt.