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La naissance de la théorie du ruban coulissant : comment a-t-elle été proposée indépendamment par deux groupes de scientifiques ?
La théorie du ruban coulissant est une théorie importante pour expliquer le mécanisme de contraction musculaire, qui repose sur le fait que les protéines musculaires glissent les unes sur les autres pour produire du mouvement. Selon cette théorie, la myosine (filaments épais) d'une fibre musculaire glisse le long de l'actine (filaments fins) pendant la contraction musculaire, tandis que les longueurs de ces deux ensembles de filaments restent relativement constantes. La théorie a été proposée indépendamment en 1954 par deux équipes de recherche, Andrew Huxley et Rolf Niedergelke de l'Université de Cambridge, et Hugh Huxley et Jane Hansen composition.
La théorie a été conçue à l'origine par Hugh Huxley en 1953 et proposée par Andrew Huxley et Niedergelke comme une « hypothèse très attrayante ».
Avant les années 1950, plusieurs théories concurrentes expliquaient la contraction musculaire, notamment l’attraction électrique, le repliement des protéines et la modification des protéines. La nouvelle théorie propose un concept appelé pont croisé (traditionnellement appelé pont croisé oscillant, désormais principalement appelé boucle de pont croisé), qui explique le mécanisme moléculaire des rubans coulissants. La théorie du pont croisé stipule que l'actine et la myosine forment un complexe protéique (traditionnellement appelé actine-myosine) en attachant la tête de myosine au filament d'actine, de sorte qu'il y a un croisement entre les deux filaments. Un pont croisé se forme entre eux.
Contexte historique Les premières recherchesAu début des années 1870, le scientifique allemand Willy Kuch a découvert pour la première fois la protéine musculaire myosine, qui a été extraite et nommée en 1864. En 1939, le couple russe Vladimir Alexandrovich Engelhardt et Milisa Nikolaevna Liubinmova a découvert que la myosine avait les propriétés d'une enzyme (appelée ATPase), qui peut décomposer l'ATP pour libérer de l'énergie. Après que le physiologiste hongrois Albert St. George eut remporté le prix Nobel en 1937 pour ses travaux sur la vitamine C et l'acide maléique, il s'est tourné vers la physiologie musculaire. St. George a démontré en 1942 que l'ATP est la source d'énergie pour la contraction musculaire et a observé que les fibres musculaires contenant de la myosine B se raccourcissaient en présence d'ATP, alors que la myosine A ne le faisait pas, une expérience qu'il a plus tard décrite comme « l'un des moments les plus excitants de la vie ». ma vie."
Origine de la théorie
Lorsque Hugh Huxley a obtenu son doctorat à l’Université de Cambridge en 1952, St George avait déjà orienté sa carrière vers la recherche sur le cancer. En septembre 1952, Huxley arrive au laboratoire de Francis O. Schmidt au MIT et en janvier 1953, il est rejoint par une autre chercheuse postdoctorale britannique, Jane Hansen. En utilisant la diffraction des rayons X, Huxley a émis l’hypothèse que les protéines musculaires, en particulier la myosine, forment des rubans structurés qui donnent naissance aux sarcomères (un segment d’une fibre musculaire). Leur objectif principal était d’étudier ces rubans en détail à l’aide de la microscopie électronique. Ils ont rapidement découvert et confirmé la nature en ruban des protéines musculaires.
La théorie du ruban coulissant
La théorie du ruban coulissant trouve son origine dans deux articles publiés dans la revue Nature le 22 mai 1954, intitulés « Modifications structurelles du muscle pendant la contraction ». Bien que leurs conclusions soient fondamentalement similaires, les données expérimentales et les propositions sont différentes.
Le premier article, co-écrit par Andrew Huxley et Rolf Niedergelke, s'intitule « Microscopie interférentielle des fibres musculaires vivantes ». Selon l'article, la bande I est constituée de filaments d'actine, tandis que la bande A est principalement constituée de filaments de myosine, et pendant la contraction, les filaments d'actine se déplacent entre les filaments de myosine.
Le deuxième article, rédigé par Hugh Huxley et Jane Hansen, s'intitule « Modifications des stries croisées pendant la contraction et l'extension musculaires et leur interprétation structurelle ». Celui-ci est plus détaillé que le premier, basé sur des études sur les muscles du lapin utilisant le contraste de phase et la microscopie électronique.
Acceptation et conséquences
Malgré les preuves solides, la théorie du ruban coulissant n’a pas reçu de soutien dans les années qui ont suivi. Saint Georges lui-même refusait de croire que les filaments de myosine étaient limités aux filaments épais (bandes A). Ce n'est qu'en 1957 que Huxley, aux États-Unis, a présenté un nouveau microscope électronique confirmant la nature superposée des rubans.
Ce n’est qu’à une conférence en 1972 au Cold Spring Harbor Laboratory que la théorie et ses preuves ont été généralement acceptées. Les participants se souviennent d'Hansen criant en réponse aux critiques : « Je sais que je ne peux pas expliquer le mécanisme, mais le glissement est un fait. »
À mesure que les preuves s'accumulaient, Huxley proposa officiellement le mécanisme du ruban coulissant, désormais appelé boucle de pont croisé.
Ces études ont non seulement changé le visage de la physiologie musculaire, mais ont également conduit à de futures explorations de mécanismes biologiques plus complexes. Cette théorie révolutionnaire nous amène à nous interroger : combien d’autres mécanismes biologiques non découverts attendent-ils d’être révélés par des personnes aux idéaux élevés ?
