Illustrer la qualité de cristallisation des macromolécules
Les informations sur la majorité des structures de protéines connues aujourd'hui ont été obtenues par cristallographie aux rayons X, technique également désignée sous le nom de diffractométrie de rayons X. Un faisceau de rayons X est dirigé sur des cristaux solides contenant des trillions de molécules identiques d'intérêt. Un programme informatique crée une image tridimensionnelle (3D) à partir des calculs de position de chaque atome de la molécule en fonction du schéma de diffraction détecté. La croissance de cristaux de haute qualité est un processus compliqué et délicat qui peut prendre des mois ou même des années avec des résultats de qualité inférieure dans de nombreux cas. Dans le cadre du projet TOPCRYST («Novel tools for crystallisation of macromolecules»), financé par l'UE, des scientifiques ont exploité une nouvelle technique pour détecter rapidement la qualité de la germination cristalline. Leur objectif est de pouvoir détecter de manière précoce la qualité des cristaux de protéine pour minimiser la perte de temps, d'effort et d'argent en cas de mauvaise germination. La technique d'interférométrie par double polarisation (IDP), développée par le projet TOPCRYST pour étudier les structures et interactions moléculaires, utilise un guide d'ondes à base de lumière Toutes les modifications des interactions de molécule sur la surface du guide d'ondes sont reflétées par des modifications de la propagation de la lumière au sein du guide d'ondes. Les chercheurs ont utilisé trois modèles de système moléculaire dont les conditions de cristallisation sont bien caractérisées et par conséquent souvent utilisées pour tester de nouvelles méthodes. Une «signature» ou schéma de signal de cristallisation qui ne se présente qu'en cas de cristallisation réussie a ainsi été identifié et utilisé pour définir les conditions de cristallisation pour deux protéines qui posaient généralement problème. De plus, une nouvelle condition de cristallisation a été identifiée pour l'une des protéines modèles. Le projet TOPCRYST a ainsi démontré l'efficacité du contrôle par IDP en temps réel dans l'identification de conditions de cristallisation réussie pour des macromolécules d'intérêt, en réduisant de manière significative le temps et le travail nécessaires. Les succès obtenus dans les études structurelles grâce à cette technique devraient avoir un impact de grande envergure sur la découverte de nouveaux traitements et les soins de santé en général.