Une équipe française révèle les interactions moléculaires du ribosome humain grâce à la cryo-microscopie

Une équipe française révèle les interactions moléculaires du ribosome humain grâce à la cryo-microscopie

24.04.2015

Une équipe de recherche de l’Institut de génétique de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) de Strasbourg associée à l’INSERM et au CNRS vient de mettre en évidence la structure tridimensionnelle et les interactions à l’échelle atomique du ribosome humain, un complexe de protéines et d’ARN jouant un rôle prépondérant dans l’expression des gènes et la biosynthèse de protéines lors de l’étape de la traduction. Leurs résultats ont été publiés dans « Nature ».

Ce succès est la résultante de l’utilisation d’une technologie de pointe baptisée cryo-microscopie électronique. Une technique qui a permis à l’équipe de chercheurs de préserver les fonctions biologiques des ribosomes et de travailler sur des échantillons figés. Ils ont ensuite effectué une reconstruction 3D des clichés obtenus grâce au microscope. Le résultat final est d’une précision unique, à l’échelle atomique.

« Les méthodes utilisées jusqu’à présent pour atteindre une telle résolution sont la cristallographie sous rayons X. Nous avons mis en place la cryo-microscopie, une première en France. Ce sont les premières données qui sortent avec ce microscope. C’est un saut technologique », explique au « Quotidien » Bruno Klaholz, responsable de l’équipe de recherche IGBMC, auteur principal de l’étude. Le modèle obtenu montre que le ribosome est constitué de deux sous-unités L et S, d’environ 220 000 atomes. « Ce qui nous a surpris c’est la façon dont est agencé le ribosome et aussi le fait qu’on puisse observer directement les interactions moléculaires par microscopie », poursuit le chercheur. Les sous-unités interagissent ensemble et « tournent légèrement sur elles-mêmes au cours du processus de biosynthèse des protéines, entraînant un fort remodelage de la configuration 3D de la structure », notent les auteurs de l’étude.

Des futures recherches sur les effets secondaires des antibiotiques

En explorant l’agencement de la structure du ribosome, les chercheurs ont également identifié la place des différents acides aminés et nucléotides constituant les deux sous-unités et leurs interactions moléculaires dans les différents sites de liaisons. Leurs travaux révèlent qu’après « avoir livré les acides aminés qu’ils transportent, les ARNt continuent à interagir avec le ribosome au sein du site de sortie des ARNt », écrivent les chercheurs. Cette meilleure connaissance de la structure et de la dynamique du ribosome ouvre la voie à d’autres champs d’investigations. Elle va permettre d’étudier par exemple les effets secondaires de certains antibiotiques, destinés à s’attaquer aux ribosomes bactériens et qui parfois s’attaquent « par erreur » au ribosome humain. « La constitution d’un répertoire des sites de liaison existants est une première étape pour augmenter la spécificité des molécules thérapeutiques et éviter qu’elles ne se fixent au mauvais endroit », notent les chercheurs. Mais cet effet pourrait être converti en un « traitement volontaire », explique Bruno Klaholz. Dans le cas de cancers, cibler les ribosomes humains des cellules cancéreuses permettrait de réduire la synthèse de protéines. Une nouvelle voie à explorer, selon le chercheur. C’est dans ce sens que l’équipe continuera ses recherches et souhaiterait collaborer avec des médecins spécialisés en cancérologie ou infectiologie afin de mieux appréhender le côté clinique de la thématique.

À terme, les études permettront d’avancer dans le développement de traitements contre d’autres maladies liées aux dysfonctionnements du ribosome et à la dérégulation de la synthèse des protéines.

Sophie Martos
Source : Lequotidiendumedecin.fr

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