Les étapes de l’analyse d’un document scientifique

1. Les étapes de l’analyse d’un document scientifique 1 – Reconstituer l’objectif de l’expérience proposée au vu du protocole expérimental décrit et des connaissances préliminaires fournies = valider l’hypothèse implicite selon laquelle « A influe sur B »; schématiser au besoin le principe de l’expérience pour plus de clarté.

2. 2 – Analyser les résultats: - exploiter les données qualitatives: discriminer les données (discerner, distinguer les choses les unes des autres avec précision), les trier, les hiérarchiser. - exploiter les données quantitatives (graphiques en particulier) en termes de biologie/physiologie.

3. 3 – Interpréter les résultats: élaborer, à partir des données expérimentales et des connaissances acquises par ailleurs, une explication scientifique des résultats concise et précise grâce à l’utilisation du mot juste et d’un lexique scientifique fourni.

4. 4 – Conclure = valider (ou invalider) l’hypothèse de départ.

5. 5 – Elaborer un modèle explicatif sous la forme d’un schéma (et non l’inverse: utiliser un modèle connu pour interpréter des résultats ayant permis son élaboration!).

6. Question A-3: Des études préliminaires visant à caractériser la signalisation intracellulaire initiée par le NGF ont conduit au clonage d’un ADN complémentaire (ADNc) codant une protéine kinase de 140 kDa, appelée Trk. Cette protéine appartient à la même famille que le récepteur de l’insuline. Afin de préciser le rôle de cette protéine, l’ADNc codant Trk a été introduit par transfection dans une lignée cellulaire appelée L. On obtient alors la lignée cellulaire L-Trk. Les cellules L et L-Trk, cultivées en présence ou en absence de NGF, sont lysées et les ARN totaux sont extraits. Les ARN sont séparés selon leur taille par électrophorèse et transférés sur une membrane où ils sont hybridés avec l’ADNc radiomarqué de Trk:

8. Correction La technique expérimentale consistant à détecter de l’ARNm codant une protéine à l’aide d’une sonde ADNc spécifique est la technique du Southern Blot.

9. Analyse de la colonne de gauche concernant les cellules L: L’absence de bande indique qu’aucun ARNm spécifique de la Trk n’est produit, en présence ou en absence du NGF ; aucune expression du gène codant la Trk en ce qui concerne les cellules L, ni de manière constitutive (ou endogène i.e. expression permanente du gène) ni de manière induite (par le NGF).

10. Analyse de la colonne de droite concernant les cellules L-Trk: • - La présence des bandes indique la présence d’ARNm spécifique de Trk en absence ou en présence du NGF : la transfection est fonctionnelle. • La synthèse d’ARNm spécifique de la Trk ayant lieu même en absence du NGF, l’expression du gène codant la Trk est dite constitutive: le NGF n’induit pas ni ne module l’expression du gène codant la Trk. • - Les cellules L ont été choisies pour la transfection car elles n’expriment pas normalement le gène codant la Trk; son introduction dans les cellules L permet d’étudier spécifiquement le rôle de la Trk quand elles sont mises en présence du NGF.

11. Question A-3.2: Les cellules L et L-Trk sont incubées pendant 2 heures à 4°C avec du NGF radiomarqué à l’iode 125 ([125I ]-NGF), en présence ou en absence d’un excès de NGF non radiomarqué. Le NGF radioactif non lié est ensuite éliminé par plusieurs lavages. Les cellules sont lysées et la radioactivité associée aux cellules est mesurée:

13. A quoi correspond la radioactivité liée aux cellules L et L-Trk?

14. Correction Cas des cellules L (comparaison des valeurs de la ligne du haut): détection d’une faible quantité de radioactivité indiquant la rétention d’une faible quantité de NGF radiomarqué sur les cellules L malgré l’absence de Trk: le NGF peut se lier de façon non spécifique sur les cellules L comme sur tout autre type de cellule.

15. Cas des cellules L-Trk (comparaison des valeurs de la colonne de gauche): détection d’une forte quantité de radioactivité sur les cellules L-Trk (multipliée par un facteur 45 par rapport aux cellules L: 4,5/0,1) indiquant la rétention d’une grande quantité de NGF sur les cellules L-Trk: l’expression du gène codant la Trk et donc la présence de Trk augmentent la capacité de fixation du NGF par ces cellules; le NGF se fixe de manière spécifique sur les cellules L-Trk, vraisemblablement sur la protéine Trk elle-même.

16. Conclusion: le NGF se lie aux cellules L-Trk de façon non spécifique (comme il le fait sur les cellules L ou le ferait sur n’importe quelle cellule) et de façon spécifique, celle-ci représentant la composante majeure de la liaison.

17. Comment expliquez-vous la diminution de la radioactivité liée aux cellules L-Trk en présence d’un excès de NGF?

18. Correction Cas des cellules L (comparaison des valeurs de la ligne du haut): détection de la même faible quantité de radioactivité dans les deux cas: la liaison non spécifique du NGF sur les cellules L n’est pas déplacée par un excès de NGF froid, ce qui indique l’absence de compétition entre le NGF radioactif et le NGF froid pour se fixer sur la membrane des cellules L. La liaison non spécifique correspond à la fixation du NGF sur l’une ou l’autre glycoprotéine membranaire sans que cela conduise à une réponse cellulaire.

19. Cas des cellules L-Trk (comparaison des valeurs de la ligne du bas): détection d’une plus petite quantité de radioactivité sur les cellules L-Trk en présence d’un excès de NGF froid indiquant une diminution importante de la fixation du NGF radiomarqué par les cellules L-Trk (ce qui correspond à la seule liaison non spécifique du NGF); la fixation moindre du NGF est due à une compétition entre le NGF radiomarqué et le NGF froid pour se fixer sur son site spécifique.

20. Sans NGF froid + NGF froid +++ NGF froid NGF froid NGF radiomarqué Protéine Trk en nombre fini / cellule Sites x de la membrane plasmique = liaison non spécifique Liaison non spécifique: pas de limitation du nombre de molécules de NGF fixées NGF lié uniquement de façon non spécifique Liaison du seul NGF radiomarqué sur Trk (liaison spécifique) et sur la membrane (liaison non spécifique. Compétition entre NGF radiomarqué et froid: diminution de la radioactivité due au NGF radiomarqué fixé sur les Trk. Déplacement du NGF radiomarqué par le NGF froid jusqu’à une valeur limite correspondant à la seule fraction liée de façon non spécifique.

21. A partir des informations obtenues jusqu’ici, dégagez le rôle de la protéine Trk dans les cellules des ganglions nerveux.

22. Correction Le NGF se fixe de façon plus importante sur les cellules qui expriment à leur surface la protéine Trk (capacité de fixation multipliée par un facteur 45 dans les conditions expérimentales): la fixation du NGF sur les cellules nécessite la présence de la protéine Trk. La compétition entre les différentes molécules de NGF pour se fixer sur les cellules exprimant à leur surface la protéine Trk indique une spécificité de la liaison entre le NGF et la protéine Trk. Conclusion: la protéine Trk est le récepteur du NGF.