Approches expérimentale et de modélisation de la signalisation calcique dans les cellules

Experimental and computational approach of calcium signaling

¹ UMR-S757, Inserm, Université Paris-Sud, Orsay, F-91405, France
² Unité de chronobiologie théorique, Université libre de Bruxelles, Faculté des sciences, Campus Plaine, boulevard du Triomphe, B-1050 Bruxelles, Belgique

^* gdupont@ulb.ac.be

Résumé

Les signaux calciques sont organisés dans le temps et dans l’espace, ce qui leur permet d’assurer une signalisation cellulaire spécifique et robuste. En réponse à une stimulation, la concentration nanomolaire du signal Ca²⁺ peut augmenter de plusieurs dizaines de fois à proximité de quelques récepteurs de l’inositol (1, 4, 5) trisphosphate (InsP₃). Cela se fait sous la forme de vagues se propageant périodiquement dans un tissu ou un organe. Les études de la relation entre ces phénomènes, caractérisés par des échelles temporelles et spatiales très différentes, et les mécanismes qui en sont responsables, sont décrits dans cette revue par une approche fondée sur une interaction étroite entre expériences et modélisation, appliquée principalement à la signalisation calcique dans les hépatocytes.

Abstract

In many cell types, specific and robust signalling relies on a high level of spatiotemporal organization of Ca²⁺ dynamics. In response to external stimulation, Ca²⁺ signals ranging from a small increase of a few tens of nanomolar concentrations at the mouth of an inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor to the periodic propagation of waves invading an organ or a tissue, can be observed. Here, we review our combined experimental and computational approach of Ca²⁺ dynamics, which has been mainly carried out on liver hepatocytes. We focus in particular on the understanding of the relationship between elementary Ca²⁺ increases, Ca²⁺ oscillations and intra- or intercellular Ca²⁺ waves. The physiological impact of such signalling on liver function is also discussed.