De nombreux processus biologiques sont régulés par l’électricité, depuis l’influx nerveux jusqu’aux battements cardiaques en passant par le mouvement des molécules entrant et sortant des cellules. Une nouvelle étude menée par les scientifiques de Scripps Research révèle un régulateur potentiel jusqu'alors inconnu de cette bioélectricité : des structures semblables à des gouttelettes appelées condensats. Les condensats sont mieux connus pour leur rôle dans la compartimentation de la cellule, mais cette étude montre qu'ils peuvent également agir comme de minuscules batteries biologiques qui chargent la membrane cellulaire de l'intérieur.
L'équipe a montré que lorsque des condensats chargés électriquement entrent en collision avec les membranes cellulaires, ils modifient la tension de la membrane cellulaire, ce qui influence la quantité de charge électrique circulant à travers la membrane, au point de contact. La découverte, publiée dans la revue Petit le 18 novembre 2025, met en lumière une nouvelle caractéristique fondamentale sur le fonctionnement de nos cellules et pourrait un jour aider les scientifiques à traiter certaines maladies.
Cela représente un paradigme entièrement nouveau en bioélectricité qui a des implications substantielles pour la régulation électrique en biologie et en santé. »
Ashok Deniz, auteur principal du nouvel article et professeur à Scripps Research
Les condensats sont des organites, des structures situées à l'intérieur des cellules qui remplissent des fonctions spécifiques, mais contrairement aux organites plus connus tels que le noyau et les mitochondries, ils ne sont pas enfermés dans des membranes. Au lieu de cela, les condensats sont maintenus ensemble par une combinaison de forces moléculaires et électriques. Ils se produisent également à l’extérieur des cellules, comme au niveau des synapses neuronales. Les condensats sont impliqués dans de nombreux processus biologiques essentiels, notamment la compartimentation des cellules, l'assemblage des protéines et la signalisation à l'intérieur et entre les cellules. Des études antérieures ont également montré que les condensats transportent des charges électriques à leur surface, mais on sait peu de choses sur la relation entre leurs propriétés électriques et les fonctions cellulaires.
« Vous pouvez considérer les condensats comme des gouttelettes chargées électriquement dans la cellule, un peu comme une petite batterie », explique le premier auteur Anthony Gurunian, doctorant conseillé conjointement par Deniz et Scripps Research, professeur agrégé et co-auteur Keren Lasker. « Comme les condensats peuvent souvent être chargés, nous voulions tester s'ils pouvaient induire des changements de tension à travers la membrane cellulaire. »
Si les condensats peuvent modifier les propriétés électriques des membranes cellulaires, cela pourrait avoir de grandes implications, car de nombreux processus cellulaires sont contrôlés par des modifications de la tension de la membrane cellulaire. Par exemple, les canaux ioniques – les protéines qui transportent rapidement les molécules à travers la membrane cellulaire – sont activés par les changements de tension de la membrane cellulaire. Dans le système nerveux, ce transport rapide et unidirectionnel de molécules chargées électriquement est à l’origine de la propagation des signaux électriques entre les nerfs.
Pour tester si les condensats peuvent modifier la tension de la membrane cellulaire, les chercheurs ont utilisé des modèles cellulaires appelés vésicules unilamellaires géantes (GUV). Pour leur permettre de visualiser les changements de tension, ils ont coloré les membranes GUV avec un colorant qui change de couleur en réponse aux changements de charge électrique. Ensuite, ils ont placé les GUV dans le même récipient que les condensats fabriqués en laboratoire et ont photographié leurs interactions au microscope.
Ils ont montré que lorsque les condensats et les GUV entraient en collision, cela provoquait un changement local dans la charge électrique des membranes GUV à leur point de contact. « C'est l'une des choses intéressantes et nouvelles à ce sujet, car la tension de la membrane cellulaire a été traditionnellement considérée en termes de propriété à plus grande échelle », explique Deniz. « Les changements locaux dans le potentiel membranaire pourraient avoir des implications biologiques importantes, par exemple pour le fonctionnement des canaux ioniques et d'autres protéines membranaires régulées par la tension. »
En faisant varier la composition chimique des condensats, les chercheurs ont montré que plus un condensat transportait de charge électrique, plus son impact sur la tension de la membrane cellulaire était important. Ils ont également constaté que la forme des condensats semblait être corrélée aux variations de tension.
« Dans certains cas, les tensions induites ont une ampleur assez importante, à la même échelle que les changements de tension dans l'influx nerveux », explique Gurunian.
D'autres tests sont nécessaires pour comprendre les mécanismes précis par lesquels les condensats provoquent ces changements électriques, affirment les chercheurs, et pour étudier l'impact du phénomène sur la fonction cellulaire.
« Maintenant que nous savons que les condensats peuvent induire localement ces tensions, la prochaine étape consiste à tester si cette nouvelle physique est fonctionnellement importante pour les cellules et les organismes », explique Deniz. « Si nous constatons des conséquences fonctionnelles, cela nous apprendra non seulement quelque chose de nouveau sur la biologie cellulaire, mais cela pourrait également aider les scientifiques à concevoir des thérapies à l'avenir. »
