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Diviser pour mieux régner: comment la machinerie cellulaire de multiplication peut déboucher sur de nouveaux médicaments

La division cellulaire est fondamentale pour la vie, mais n’est toujours pas entièrement comprise. En le construisant pièce par pièce, le projet ACTOMYOSIN RING, financé par l’UE, a permis d’en savoir plus sur l’anneau complexe de protéines qui guide le processus. Cette recherche apporte de nouvelles pistes de traitement pour des centaines d’affections, dont les maladies cardiaques.

©Kateryna_Kon #169465595, source: stock.adobe.com 2022

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L’anneau d’actomyosine est une des principales structures impliquées dans la division des cellules eucaryotes — celles qui possèdent un noyau. Il s’agit d’un cercle complexe de protéines qui se contracte comme un cordon de serrage pour diviser les cellules en deux.

L’anneau d’actomyosine se comporte de la même manière que les muscles — les protéines motrices de la myosine tirent sur des filaments d’actine — son agencement est toutefois bien plus complexe. Cette machine cellulaire est composée de plus de 120 types de protéines différentes, présentes en quantités variables. Qui plus est, certains de ses composants se recyclent en permanence, toutes les 40 secondes environ, ce qui la rend particulièrement difficile à étudier au microscope.

«C’est comme une séance de photos de famille: juste avant de prendre la photo, quelques membres changent de position, et cela se reproduit sans cesse», explique Mohan Balasubramanian, professeur de sciences biomédicales à l’université de Warwick.

Partir de zéro

«Si vous voulez comprendre quelque chose, vous devez le construire», ajoute Mohan Balasubramanian. Le projet ACTOMYOSIN RING, financé par l’UE et soutenu par le Conseil européen de la recherche, avait pour ambition de reconstruire l’anneau à partir de ses composants individuels. En utilisant des cellules de levure comme modèle, l’équipe a fait appel à une série de techniques biochimiques et d’imagerie de pointe pour purifier toutes les protéines de l’anneau et reconstruire son mécanisme.

Ce faisant, les chercheurs ont pu observer les principes physiques qui sous-tendent la structure de l’anneau. «La biophysique des filaments d’actine joue un rôle très important dans l’assemblage de l’anneau», explique Mohan Balasubramanian. «Lorsque l’anneau est assemblé, il essaie d’emprunter le chemin qui présente la plus faible courbure, sauf s’il est contraint par d’autres protéines.» Les travaux ont permis d’identifier plusieurs protéines clés essentielles à la stabilisation des filaments d’actine dans leur configuration incurvée.

L’une des principales réalisations du projet a consisté à mettre au point une méthode de purification de l’actine. Plutôt que de la prélever dans les muscles squelettiques des animaux, il est désormais possible d’utiliser les gènes d’actine de n’importe quel organisme et de créer les protéines requises en laboratoire à l’aide de levures modifiées.

De nouvelles voies pour la recherche médicale

Mohan Balasubramanian estime que ces travaux présentent un grand potentiel pour la recherche médicale. «Les mutations de l’actine sont responsables de nombreux problèmes de santé, quatre ou cinq cents mutations différentes de l’actine sont à l’origine de maladies humaines», explique-t-il. Quelque 70 mutations du gène de l’actine cardiaque sont connues pour provoquer une cardiomyopathie, une maladie du muscle cardiaque.

Le système peut désormais être utilisé pour purifier les protéines défectueuses de l’anneau d’actine et rechercher de nouveaux composés susceptibles d’inverser le problème. «Nous sommes heureux que nos travaux aient débouché sur la commercialisation et la découverte de médicaments, ce qui n’était pas du tout prévu lorsque nous avons commencé les travaux», fait remarquer Mohan Balasubramanian. L’équipe va bientôt solliciter un nouveau financement de l’UE auprès du Conseil européen de la recherche afin d’approfondir ses recherches dans ce domaine.

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Détails du projet

Acronyme du projet
Actomyosin Ring
N° du projet
671083
Coordinateur du projet: Royaume-Uni
Participants au projet:
Royaume-Uni
Coûts totaux
€ 2 863 705
Contribution de l’UE
€ 2 863 705
Durée
-

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