La chimiotaxie est le mouvement de petits organismes et de cellules individuelles en réponse à des signaux chimiques dans l’environnement environnant. Cela joue un rôle dans un certain nombre de processus biologiques, de la fécondation à la lutte contre les infections. La recherche sur la chimiotaxie comprend l’exploration de la façon dont les petits organismes se déplacent, quand ils répondent aux signaux chimiques et ce qui peut interrompre ces processus. Les chercheurs travaillent dans des laboratoires de microbiologie avec accès à la microscopie haute résolution et à d’autres outils pour étudier les processus qui se produisent à un niveau très infime.
Dans la chimiotaxie, les cellules individuelles, les organismes unicellulaires et les petits organismes multicellulaires réagissent aux produits chimiques en se rapprochant ou en s’éloignant d’eux. Ils ont des récepteurs sensibles à des produits chimiques particuliers d’intérêt ou de préoccupation afin qu’ils puissent y répondre, en utilisant une variété de techniques de mouvement. Les chimioattractants sont des produits chimiques qui ont tendance à augmenter le désir de s’approcher d’une source chimique donnée, tandis que les chimiorépulsifs encouragent les organismes ou les cellules à se déplacer dans la direction opposée.
La reproduction sexuée repose sur la chimiotaxie pour permettre aux spermatozoïdes de migrer vers un ovule, en suivant les chimiotactiques produits par l’ovule afin qu’il puisse achever la fécondation. Au cours du développement fœtal, la chimiotaxie joue également un rôle dans le mouvement des cellules au fur et à mesure que l’organisme se développe; les cellules nerveuses naissantes, par exemple, commencent à se distribuer pour cartographier le système nerveux. Des erreurs dans ce processus peuvent entraîner des malformations congénitales ou des fausses couches, si le fœtus en croissance développe des anomalies incompatibles avec la vie.
Le système immunitaire utilise des cellules comme les neutrophiles et les macrophages pour détecter les organismes infectieux et les neutraliser, en s’appuyant sur la chimiotaxie pour détecter les produits chimiques produits par ces cellules afin de pouvoir les retrouver. Inversement, les micro-organismes peuvent réagir aux chimiorépulsifs dans les toxines pour les éviter, s’éloignant davantage des produits chimiques jusqu’à ce qu’ils atteignent une zone sûre. Ces deux exemples montrent comment le processus est utilisé par des cellules individuelles ainsi que par des organismes complets pour naviguer dans leur environnement, en s’appuyant sur des signaux chimiques pour décider comment, quand et où se déplacer.
Les produits chimiques peuvent interrompre la chimiotaxie en confondant ou en désorientant les cellules, les amenant à commettre des erreurs. Si la motilité cellulaire est limitée par des facteurs environnementaux, cela peut également entraîner des erreurs où les organismes peuvent s’éloigner des sources de nutrition ou se rapprocher des toxines. Des problèmes de migration cellulaire peuvent également se développer dans des situations telles que les lésions nerveuses, où les nouvelles cellules en croissance qui tentent de remplacer les cellules plus anciennes endommagées peuvent se développer dans le mauvais sens en raison d’erreurs d’orientation. Les chercheurs souhaitent en savoir plus sur ces processus, car ils peuvent être importants pour traiter les blessures et les maladies ainsi que pour lutter contre l’infertilité.