Une étude, dont les résultats intitulés «Self-repair protects microtubules from destruction by molecular motors» sont publiés respectivement dans la revue Nature Materials, ont permis de mettre en évidence que le transport des protéines qui transite par les microtubules, éléments du réseau routier de la cellule, induit à la surface des microtubules des dégâts engendrés par des moteurs moléculaires nécessaires au transport intracellulaire. Cependant, alors que ces dégâts peuvent rapidement mener à leur destruction complète, il existe un mécanisme d’autoréparation qui permet aux microtubules de résister à ces dégâts et même d’être renforcés.

Relevons tout d'abord que les microtubules qui sont des polymères biologiques rigides parcourant la cellule, «sont assemblés à partir de dimères de tubuline». Impliqués notamment dans le transport intracellulaire, les microtubules sont «en permanence empruntés par des moteurs moléculaires, kinésines ou dynéines, qui vont utiliser l’énergie de l’ATP pour transporter des cargos et ainsi assurer le transport des protéines». Bien que les microtubules, «lors de leur assemblage sont majoritairement constitués de dimères de tubuline GTP», l’hydrolyse du nucléotide en GDP va rapidement marquer leur vieillissement.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a montré «que les moteurs moléculaires en mouvement peuvent retirer des dimères le long des microtubules», des dégâts susceptibles d'engendrer la destruction totale des microtubules: elle a mis en évidence cette destruction des microtubules «dans un système biomimétique in vitro mimant le transport intracellulaire».

Néanmoins, «en présence de dimère de tubuline libre, les microtubules peuvent auto-réparer les dégâts induits par les moteurs moléculaires», un mécanisme d’autoréparation «observé in vitro en utilisant des microtubules fluorescents verts en présence de dimères de tubuline rouge» de sorte que l’autoréparation des dégâts engendrés par les moteurs moléculaires sont apparus «comme des points rouges le long de microtubules verts».

Au bout du compte, ce processus d’autoréparation comporte plusieurs intérêts. En premier lieu, «il évite la destruction des microtubules parcourus par les moteurs moléculaires et donc permet la maintenance de la route sur laquelle s’effectue le transport». En second lieu, «il va contribuer au rajeunissement des microtubules», car «les sous-unités endommagées par le travail des moteurs moléculaires sont des dimères de tubuline GDP (âgés)» et «lors de l’autoréparation ces sous-unités GDP vont être remplacées par des dimères de tubulines GTP».

Il en résulte que «grâce à ce mécanisme plus un microtubule va être parcouru par un moteur moléculaire, plus il va être endommagé et auto-réparé et donc rajeunit et renforcé», de sorte que «le transport favorise le transport et peut transformer les petites routes fréquemment utilisées en autoroute».