Nettoyage cellulaire
Des chercheurs découvrent et caractérisent un nouvel organite sans membrane qui pourrait jouer un rôle dans le traitement de la maladie d'Alzheimer
Les chercheurs du laboratoire du neuroscientifique Kenneth S. Kosik, de l'Université de Santa Barbara, ont découvert un nouvel organite, une structure cellulaire inconnue jusqu'alors, dont la fonction est d'aider à nettoyer les protéines défectueuses en période de stress et de maintenir les cellules en parfait état de fonctionnement. L'optimisation de cet organite dépourvu de membrane, qu'ils appellent un condensat BAG2, pourrait conduire à des traitements pour les affections qui résultent de protéines mal repliées, notamment la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et d'autres affections neurodégénératives. Leurs résultats sont rapportés dans un article dirigé par le scientifique du projet Daniel C. Carrettiero et publié dans la revue Nature Communications.
Organelle sans membrane
UC Santa Barbara
"Les gens savent depuis longtemps qu'il y a quelques objets flottant dans les cellules qui n'ont pas de membranes", a déclaré Kosik. "Et il n'a jamais été clair comment ils sont maintenus ensemble, ce qu'ils sont et ce qu'ils font jusqu'à relativement récemment".
En effet, grâce aux techniques d'imagerie avancées, les scientifiques ont découvert des structures autrefois invisibles, révélant les cellules pour les systèmes véritablement complexes et sophistiqués qu'elles sont.
Les condensats biomoléculaires présentent un intérêt particulier : ils ne possèdent pas de membrane cellulaire reconnaissable, mais sont séparés du cytoplasme environnant par une différence de densité qui peut être comparée à une goutte d'huile dans l'eau. Cette séparation de phase liquide-liquide crée un environnement spécialisé et relativement concentré pour certaines fonctions et réactions. Par exemple, un granule de stress est un organite sans membrane qui apparaît lorsque la cellule est soumise à un stress - il y a peut-être trop de glucose, il fait peut-être trop chaud ou trop froid, la cellule est peut-être en train de se déshydrater - et son rôle est d'absorber l'ARN qui flotte dans le cytoplasme, de stocker ces instructions génétiques et de suspendre leur traduction en protéines.
"Si votre cellule est soumise à un stress, vous voulez arrêter la production de protéines afin de conserver votre énergie et de surmonter ce stress", explique Mme Kosik.
Mais ce n'est qu'une partie du tableau, selon les chercheurs.
"En cas de stress, qu'arrive-t-il aux protéines déjà présentes dans la cellule ?" Kosik a déclaré. "Si elles sont soumises à ces conditions de stress, certaines de ces protéines peuvent être endommagées et se replient mal." Les mauvais plis de la protéine tau, par exemple, peuvent devenir pathologiques et se transformer en enchevêtrements neurofibrillaires qui caractérisent la maladie d'Alzheimer.
C'est là qu'intervient le condensat BAG2 récemment découvert par les chercheurs. Nommé d'après la protéine BAG2 qu'il contient, l'organite, ont-ils découvert, est capable de ramasser ces protéines défectueuses dans le cytoplasme et de les placer dans un protéasome - la version de la cellule d'une poubelle - situé dans l'organite.
"Quelques protéines forment un petit cylindre, et au fur et à mesure que la protéine est enfilée dans ce petit cylindre, elle est dégradée", explique Kosik. La protéine est ainsi inactivée et décomposée. De nombreux protéasomes sont présents dans les cellules à un moment donné, ajoute-t-il, mais la particularité de ce protéasome particulier (appelé 20S) est qu'il peut accepter des protéines qui sont déjà quelque peu mal repliées et qui n'iraient pas dans les autres poubelles cellulaires.
"Le bouchon limitant présent sur de nombreux protéasomes n'existe pas dans les condensats de BAG2", explique Kosik. En outre, cette méthode de dégradation des protéines ne repose pas sur le processus d'ubiquitination, dans lequel les protéines destinées à être détruites sont marquées par une minuscule étiquette protéique d'ubiquitine avant d'être saisies par le protéasome.
Le rôle de la protéine BAG2 dans ce contexte n'est pas encore totalement défini, mais Kosik soupçonne qu'elle pourrait avoir un rôle dans l'organisation de la protéine désordonnée avant qu'elle n'entre dans le protéasome 20S.
"BAG2 est considérée comme une co-chaperone dans la mesure où elle travaille avec les chaperons moléculaires pour aider les protéines à se replier", a-t-il déclaré. Dans une étude précédente, le laboratoire Kosik a démontré la capacité de BAG2 à cibler et à éliminer les protéines tau enchevêtrées dans des cultures cellulaires.
"Ce que ces condensats de BAG2 semblent faire, au moins dans le cas de la protéine tau, c'est qu'ils peuvent effectivement se déplacer jusqu'à la protéine tau endommagée et l'absorber", a déclaré Kosik.
Ces résultats prometteurs pourraient permettre d'interrompre le développement de la maladie d'Alzheimer, qui se caractérise par une accumulation de protéine tau mal repliée.
"Le condensat de BAG2 est vraiment un endroit idéal pour la tau endommagée", a déclaré Kosik. "Ce serait vraiment bien de comprendre comment nous pouvons faire passer la tau dans ce condensat aux premiers stades de sa dégradation pour que la cellule s'en débarrasse, avant que la situation ne s'aggrave."
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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