Introduction à la structure et aux fonctions des jonctions communicantes ou jonctions gap

摘要

Cell-to-cell communication through gap junctions (GJ) represents a direct route of exchange of informations between neighboring cells within tissues and organs. GJ are formed from the assembly of a large number of channels that differ from the other known channels because they connect the cytoplasm of adjacent cells. The GJ channel is built from two parts : the connexons. A connexon inserted into the plasma membrane of a cell interacts with another connexon belonging to an adjacent cell. Connexons are composed of proteins with four transmembrane domains that are named connexins (Cx). Six Cx form a connexon. Cx belong to a protein family with 13 know members at present. Each Cx is defined by its molecular mass in kDa (ex : Cx32, Cx43...). A given cell type expresses one or several Cx. The cell to cell transfer of molecules through GJ channels exhibit a size selectivity ; only molecules with a molecular mass lower than 1 000 Da such as ions and second messengers freely pass through GJ. Depending on the Cx they are made of, GJ seem to differ somewhat in their permeability properties. Cell-to-cell communication via GJ is a regulated process. GJ channels can be either open or closed. GJ mediated cell-to-cell communication or junctional coupling can be detected and quantified by visualization of the cell to cell transfer of a fluorescent probe (such as Lucifer Yellow...) previously introduced in a single cell by microinjection. The presence of GJ channels can also be identified by recording the passage of an electric current between contiguous cells.%Parmi les modalités de communication intercellulaire de proximité, la communication via les jonctions communicantes ou jonctions gap (JG) prend une place particulière ; elle permet des échanges directs d'informations entre cellules voisines au sein des tissus et des organes. Les JG, formées par un rassemblement d'un grand nombre de canaux, se différencient des autres canaux membranaires par le fait qu'elles mettent en relation le cytoplasme de deux cellules adjacentes. Le canal des JG est constitué de deux parties : les connexons. Un connexon provenant d'une cellule s'arrime à un autre connexon porté par la cellule voisine. Les connexons sont composés de protéines a quatre domaines transmembranaires appelés connexines (Cx). Six Cx forment un connexon. Les Cx constituent une famille de protéines comprenant 13 membres à ce jour. Chaque Cx est définie par la masse moléculaire de la chaîne polypeptidique en kDa (ex : Cx32, Cx43...). Un type cellulaire exprime une ou plusieurs Cx. Le mouvement de molécules à travers les canaux des JG présente une sélectivité basée sur la taille : seules les molécules dont la masse moléculaire est inférieure a 1 000 Da telles que les ions (Na~+, K~+, Ca~(2+)...), l'AMPc, le GMPc, l'IP3... passent à travers les JG. Suivant les Cx qui les constituent, les JG semblent avoir des perméabilités différentes. La communication via les JG est un phénomène régulé : les canaux existent sous deux conformations : ouverte/fermée. Le couplage cellulaire via les JG est identifiable par visualisation du transfert de cellule à cellule d'une molécule fluorescente (ex.: Jaune de Lucifer) préalablement introduite dans une cellule par microinjection. La présence de JG peut être aussi détectée par enregistrement du passage d'un courant électrique entre cellules adjacentes. Les JG sont impliquées dans de nombreux processus fondamentaux, du développement embryonnaire à l'homéostasie des tissus et organes adultes.