Le récepteur de la vitamine D a été photographié

« Ces données sont cruciales pour la recherche pharmaceutique, le RVD étant impliqué dans de nombreuses maladies, comme les cancers, le rachitisme et le diabète de type 1 », soulignent les auteurs.

L’exploit technologique réalisé par l’équipe de Strasbourg s’est appuyé sur une technique dernier cri : la cryo-microscopie électronique (cryo-ME), ce qui nécessite un microscope électronique de dernière génération, dit à haute résolution. Ce « bijou de technologie » permet de visualiser des objets biologiques à l’échelle moléculaire, voire atomique. Tout d’abord, Bruno Klaholz et ses collègues ont produit en laboratoire de grandes quantités du RVD humain par des bactéries E. coli. Ils ont isolé le récepteur dans une solution physiologique. L’échantillon contenant le RVD a ensuite été congelé dans de l’éthane liquéfié, ce qui permet un refroidissement extrêmement rapide : en une fraction de seconde, l’échantillon passe de 25 °C à environ -184 °C. Il a ensuite été pris 20 000 photos de particules de RVD dans différentes orientations à l’aide du microscope à haute résolution. Le traitement informatisé de ces images a permis au final la reconstitution en 3D du récepteur. Des informations inédites sont apparues : le récepteur et son partenaire RXR (récepteur du rétinoïde X, un dérivé de la vitamine A) forment une architecture ouverte avec le domaine de liaison de la vitamine D, orienté presque perpendiculairement au domaine de liaison à l’ADN. Ce qui suggère une coopération entre les deux domaines pour induire une régulation très fine de l’expression des gènes.

Jusqu’ici, les chercheurs n’avaient pu étudier de près que deux parties de ce récepteur : la région en interaction avec l’ADN et le domaine liant la vitamine D. Les deux morceaux avaient été produits en laboratoire et leur structure étudiée individuellement par cristallographie. Mais cette méthode n’avait pas permis de visualiser le RVD en entier, trop difficile à cristalliser.

Depuis plus de quinze ans, plusieurs équipes dans le monde tentent de relever le défi consistant à obtenir une image complète du RVD. Voilà qui est fait grâce à l’équipe française. Le RVD est un récepteur nucléaire. Il joue un rôle primordial, régulant l’expression de gènes impliqués dans diverses grandes fonctions biologiques : croissance des cellules, minéralisation des os, etc.

Pionnier, ce travail ouvre des perspectives pour l’étude d’autres récepteurs nucléaires, tels que les récepteurs stéroïdiens.

« The EMBO Journal », 18 janvier 2012.