Une nouvelle ère de recherche en protéomique
Les protéines sont les unités fonctionnelles des cellules et sont donc essentielles à la compréhension des processus cellulaires dans la santé et la maladie. L'étude approfondie et la caractérisation d'un grand groupe de protéines est appelée la protéomique. La protéomique de première génération ne fournit cependant qu'une annotation quantitative limitée sans aucune information sur la localisation des protéines. Le projet 'Proteomics specification in time and space' (PROSPECTS), financé par l'UE, a réuni des groupes de recherche et des petites et moyennes entreprises (PME) pour poursuivre un objectif commun. Le principal objectif du consortium de PROSPECTS était d'améliorer la technologie existante afin de permettre une analyse des protéines dans le temps et l'espace. Les partenaires du projet ont développé une instrumentation puissante et utilisé des technologies complémentaires telles que la spectrométrie de masse, la microscopie cryo-électronique et l'imagerie cellulaire, pour intégrer des dimensions temporelles et spatiales dans leurs analyses. La combinaison entre la spectrométrie de masse et la chromatographie liquide à très haute pression a permis d'améliorer considérablement la détection d'échantillons de protéines grâce à l'augmentation de la sensibilité et de la vitesse d'analyses uniques. L'intégration de méthodes optiques et à faisceau d'ions a de plus permis aux chercheurs de trancher des cellules congelées cultivées sur des lames de microscopie et d'étudier/enquêter sur leur protéome. La congélation rapide des échantillons biologiques a permis de préserver l'intégrité des protéines et a ainsi facilité l'analyse des complexes protéiques macromoléculaires tels que le protéasome. Une partie importante des travaux du projet PROSPECTS a été consacrée à l'élaboration de modèles de calcul mathématiques capables de prédire la fonction des cellules et l'interaction de la protéine. Ils pourraient élucider la perturbation des protéines dans les processus pathologiques. Il est également important d'extraire, lors de l'analyse du protéome, des informations sur la localisation subcellulaire des protéines. PROSPECTS a utilisé, pour ce faire, une technique basée sur la spectrométrie de masse d'acides aminés marqués par des isotopes stables. Les scientifiques ont ainsi pu déterminer la répartition des protéines dans la membrane cellulaire, le cytosol et le noyau. Des analyses de la demi-vie et des taux de renouvellement de plus de 5 000 protéines ont permis d'ajouter une dimension temporelle à leur méthode. D'autres méthodologies complémentaires du projet PROSPECTS peuvent être utilisées pour élucider l'impact sur le protéome de protéines repliées de manière aberrante telles que celles impliquées dans les maladies neurodégénératives. Les flux de travail expérimentaux établis et l'instrumentation unique ont été rapidement commercialisés, offrant aux communautés biologiques et biomédicales la possibilité d'effectuer des analyses protéomiques en profondeur sans précédent.
