Une étude, dont les résultats intitulés «A balance between membrane elasticity and polymerization energy sets the shape of spherical clathrin coats» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de mettre en lumière, grâce à des modèles mathématiques, que la clathrine, qui intervient au cours du phénomène de l’endocytose, forme toujours des structures courbées.

L’endocytose est un cycle biologique se déroulant au niveau de la membrane et aboutissant à la formation des compartiments de transport nécessaires aux échanges entre la cellule et son environnement extérieur.

Durant ce processus, «engendré par la protéine clathrine, qui forme au contact de la paroi de la cellule un échafaudage à la structure caractéristique de ballon de football», la membrane cellulaire des organismes eucaryotes «se déforme pour bourgeonner et s’invaginer, jusqu’à créer une vésicule de transport des éléments (ions, nutriments, signaux, ...) nécessaires à leur vie».

Jusqu'ici, deux hypothèses prévalaient «pour expliquer comment ce processus induit la formation de vésicules de transport sphériques permettant le bourgeonnement de la paroi vers l’intérieur»: pour l'une, la clathrine forme en premier «un assemblage plan au contact de la membrane qui se déformera ensuite pour créer les vésicules», tandis que, pour l'autre, «la clathrine s’assemble directement sous forme sphérique».

Comme «l'échelle de taille très petite à laquelle se déroule ce phénomène» rend impossible «l’observation directe de sa dynamique», l'étude ici présentée s'est employée a réaliser «des mesures mécaniques indirectes» et à les analyser au moyen de modèles physiques.

Tout d'abord, une reconstitution expérimentale de la membrane de la cellule a été faite. Il est alors apparu «en manipulant mécaniquement des échantillons de membrane micrométriques soumis à l’action de la clathrine», que «l'assemblage de la protéine dépend fortement de la tension et de la composition de la membrane».

Les modèles mathématiques, qui ont alors été élaborés pour «reconstruire une image cohérente des processus à l’œuvre» ont conduit à la conclusion que «les observations ne pouvaient être expliquées qu’en supposant que la clathrine forme toujours des structures courbées». De plus, l'interaction de sa rigidité avec celle de la paroi de la cellule s'est révélée essentielle «pour comprendre le déclenchement de son bourgeonnement».