La structure d'une protéine clé de la division cellulaire laisse les chercheurs perplexes
Les chercheurs fournissent un premier aperçu en 3D du complexe protéique CCAN et soulèvent des questions fondamentales pour la création de chromosomes artificiels.
La division cellulaire humaine fait intervenir des centaines de protéines à la base. Il est essentiel de connaître la structure 3D de ces protéines pour comprendre comment notre matériel génétique est dupliqué et transmis de génération en génération. Les groupes d'Andrea Musacchio et Stefan Raunser de l'Institut Max Planck de physiologie moléculaire de Dortmund sont maintenant en mesure de révéler la première structure détaillée d'un complexe protéique clé pour la division cellulaire humaine, connu sous le nom de CCAN. En utilisant la microscopie cryo-électronique, les chercheurs montrent des caractéristiques importantes des 16 composants du complexe et remettent en question les hypothèses précédentes sur la façon dont le complexe est capable de reconnaître le centromère, une région cruciale des chromosomes dans la division cellulaire.
Organisation de la CCAN humaine. A gauche : Schéma de l'organisation du kinétochore avec les sous-complexes CCAN se liant à la protéine A du centromère (CENP-A). Droite : Modèle de la surface des 16 composants de la CCAN organisés en différents sous-complexes.
MPI für molekulare Physiologie
Au centre de la division cellulaire
Le centromère est un étranglement du chromosome, constitué d'ADN et de protéines. Plus important encore, le centromère est le point d'ancrage du kinétochore, une machinerie d'environ 100 protéines qui assure la séparation de deux chromosomes identiques lors de la division cellulaire et leur transmission aux cellules filles. Des recherches antérieures ont montré que le kinétochore s'arrime au centromère par l'intermédiaire du complexe CCAN : le CCAN interagit avec la protéine A du centromère, la protéine repère du centromère. Le CCAN est également responsable de la reconstitution de la protéine A du centromère une fois que la division cellulaire a eu lieu. Pourtant, les détails de l'interaction entre CCAN et la protéine A du centromère restent insaisissables. "Comprendre comment CCAN reconnaît le centromère et s'y lie pourrait nous permettre de construire un centromère à partir de zéro", explique M. Musacchio. Le centromère est un obstacle majeur pour les biologistes de synthèse qui cherchent à concevoir des chromosomes artificiels pour restaurer des fonctions manquantes ou en introduire de nouvelles dans les cellules.
Des questions non résolues au niveau du centromère
Les scientifiques ont identifié le complexe CCAN il y a plus de 15 ans. "Pourtant, la mise en place d'un pipeline permettant de synthétiser toutes les protéines in vitro a constitué un obstacle majeur", explique M. Musacchio. Après avoir obtenu une première reconstitution du complexe CCAN humain in vitro, Musacchio s'est associé à Stefan Raunser, également au MPI de Dortmund, qui a appliqué la microscopie cryo-électronique sur l'ensemble du complexe protéique CCAN.
Dans la nouvelle publication, les groupes du MPI ont été en mesure de déterminer les détails structurels 3D du complexe CCAN humain, mettant en évidence ses caractéristiques uniques et les implications d'une interaction avec la protéine A du centromère. "Contrairement à ce que l'on attendait, cette structure ne reconnaît pas directement la protéine A du centromère dans la configuration standard", déclare Musacchio. La protéine A du centromère est le plus souvent emballée avec de l'ADN et d'autres protéines sous forme de nucléosome, l'unité standard du matériel génétique. Les auteurs suggèrent maintenant que la protéine A du centromère pourrait être intégrée au centromère avec une configuration différente qui pourrait faciliter l'interaction cruciale avec le CCAN. Ils prévoient d'identifier les conditions qui pourraient conduire à cette nouvelle configuration et de prouver leur hypothèse.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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