La production de complexes protéiques désormais plus simple
Les protéines sont des composantes essentielles de la vie. Elles jouent également un rôle prépondérant dans de nombreux processus cellulaires. Néanmoins, ces processus complexes sont pour la plupart dirigés par un certain nombre de protéines qui interagissent au sein de complexes protéiques. Une nouvelle méthode de production de complexes multi-protéiques, développée par des chercheurs partiellement soutenus par l'UE, permettrait de faciliter l'étude de ces complexes importants, bien qu'insaisissables. Cette nouvelle méthode pourrait mener à la découverte de cibles médicamenteuses et devenir le nouveau centre d'intérêt de l'industrie pharmaceutique. Dans un article publié dans la revue Nature Methods, des scientifiques du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) et leurs collègues en France, en Suisse, en Suède et au Royaume-Uni décrivent «la première méthode automatisée pour la production de complexes multi-protéiques», explique l'ACEMBL. «Les études fonctionnelles et structurelles visant à déchiffrer les mécanismes moléculaires physiologiquement pertinents de ces complexes [multi-protéiques] sont de plus en plus importants en biologie», explique l'équipe de chercheurs. Toutefois, les cellules n'en comportent pas assez pour permettre une analyse significative. De plus, ajoutent-ils, la «nature hétérogène des nombreux complexes à sous-unités multiples [...] empêche leur extraction de la source originelle». Afin de surmonter ces obstacles, les biologistes ont recours à des méthodes de production recombinante dans lesquelles les bactéries, en général la bactérie intestinale Escherichia coli (E. Coli), sont manipulées en vue de produire les protéines nécessaires en y introduisant de l'ADN recombiné (l'ADN recombiné n'existe pas naturellement, il est créé en associant des séquences d'ADN). Néanmoins, cette méthode est compliquée et prend énormément de temps. Elle limite également la complexité des protéines produites et complique leur niveau d'adaptabilité, propriété essentielle dans les cas où une expérience doit être revue. La nouvelle méthode ACEMBL fait appel au génie de recombinaison génétique et non au génie génétique traditionnel, lequel nécessite plusieurs étapes supplémentaires ainsi que le remplacement d'une section définie d'ADN. Le système ACEMBL peut produire des complexes dotés d'une variété de composants tels que les protéines et l'acide ribonucléique (ARN), par exemple. «Les réseaux de gènes encodant des sous-unités d'un complexe multi-protéique et probablement des protéines accessoires (une protéine qui accompagne et assiste une autre protéine, laquelle a une autre fonction primaire) [...] peuvent être assemblées, désassemblées et remplacées grâce au système ACEMBL», expliquent les chercheurs. «Ceci ouvre de nouvelles possibilités intéressantes pour les analyses combinatoires d'interactions protéine-protéine entre les complexes protéiques et les modificateurs.» Actuellement, le système ACEMBL, tout comme les autres systèmes, fonctionne grâce aux bactéries E. coli. «E. coli sera toujours la bête de somme dans la majorité des laboratoires pour de nombreuses raisons, notamment son faible coût et la disponibilité de nombreuses souches d'expression spécialisées», explique l'étude. À l'avenir, les chercheurs espèrent l'adapter à la production de cellules plus complexes et dans des systèmes plus complexes fonctionnant dans l'organisme de l'homme. Les travaux étaient partiellement financés par des projets de l'UE, dont deux projets du sixième programme-cadre: SPINE2C («From receptor to gene: structures of complexes from signalling pathways linking immunology, neurobiology and cancer») et 3D-Repertoire («A multidisciplinary approach to determine the structures of protein complexes in a model organism»). Ils ont également bénéficié du soutien d'INSTRUCT, les infrastructures européennes intégrées de biologie structurale et de PCUBE, les plateformes de production de protéines, tous deux soutenus au titre du septième programme-cadre (7e PC).
Pays
Suisse, France, Suède, Royaume-Uni