Le langage moléculaire des cellules
Les cellules ont évolué en réseaux moléculaires complexes qui leur permettent de survivre et de s'adapter à différents défis environnementaux. Les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS, ou radicaux libres) et dérivés réactifs de l'azote (RNS) agissent comme molécules de signalisation aux signaux extérieurs et induisent des réactions spécifiques. Les ROS/RNS entraînent principalement des modifications post-traductionnelles sur les protéines, comme la nitrosylation, la formation de liaisons de sulfure et de glutathionylation, qui affectent à leur tour de nombreux processus cellulaires fondamentaux. Le profil de modifications d'oxydo-réduction de protéines constitue un langage moléculaire qui permet à la cellule de communiquer un certain avenir. Pour comprendre comment fonctionnent les voies de signalisation, les scientifiques de l'étude REDOXDYNAMICS, financée par l'UE, se sont penchés sur l'étude de la dynamique temporelle et qualitative des modifications post-traductionnelles d'oxydo-réduction in vivo. Puisque les thiorédoxines (TRX) et les glutarédoxines sont impliquées dans ces modifications, les activités du projet se sont concentrées sur ces enzymes. En utilisant la protéomique et la spectrométrie de masse, les chercheurs ont étudié le protéome d'oxydo-réduction de Saccharomyces cerevisiae dans différentes conditions de développement physiologique. Plus d'un millier de protéines ont été identifiées comme cibles de TRX en raison de leur rôle dans la dégradation protéique, la traduction, l'homéostasie d'oxydo-réduction ou les réactions au stress. Curieusement, les résultats indiquent une autre association d'équilibre rédox avec l'autophagie, le processus selon lequel les cellules eucaryotes décomposent le matériel intracellulaire. Le consortium a réussi à délimiter le mécanisme de régulation d'oxydoréduction d'une protéine d'autophagie, permettant ainsi de découvrir d'importants renseignements sur les deux processus. Une analyse de similarité dans les organismes photosynthétiques comme Chlamydomonas reinhardtii a indiqué que la régulation rédox contrôle plusieurs processus fondamentaux, dont le métabolisme de carbone. L'analyse comparative des différents protéomes régulés par gluthationylation, par nitrosylation ou par TRX a démontré que ces modifications étaient interconnectées. L'objectif général de REDOXDYNAMICS pour élucider les protéines et les voies soumises au contrôle rédox a permis la découverte d'importantes informations sur la régulation de la signalisation cellulaire. Étant donné le rôle de la signalisation cellulaire dans la maladie et la santé, les résultats de l'étude devraient avoir un vaste impact dans la recherche fondamentale et biomédicale.
Mots‑clés
Réactions cellulaires, molécules de signalisation, nitrosylation, glutathionylation, triorédoxines