Les scientifiques décodent le venin de la veuve noire
Des simulations cryo-EM et MD dévoilent le mécanisme de formation de pores membranaires perméables au calcium par la puissante neurotoxine α-latrotoxine
La veuve noire est l'une des espèces d'araignées les plus redoutées. Son venin est un cocktail de sept toxines différentes qui attaquent le système nerveux. Ces latrotoxines paralysent spécifiquement les insectes et les crustacés, mais l'une d'entre elles, l'α-latrotoxine, cible les vertébrés et est également toxique pour l'homme. Elle interfère avec la transmission des signaux dans le système nerveux. Dès que l'α-latrotoxine se lie à des récepteurs spécifiques des synapses - les contacts entre les cellules nerveuses ou entre les cellules nerveuses et les muscles - les ions calcium affluent de manière incontrôlée dans les membranes présynaptiques des cellules de signalisation. Cela induit la libération de neurotransmetteurs, déclenchant de fortes contractions musculaires et des spasmes. Malgré l'apparente simplicité de ce processus, il repose sur un mécanisme extrêmement complexe. Des scientifiques de l'université de Münster ont maintenant déchiffré la structure de l'α-latrotoxine avant et après l'insertion dans la membrane à une résolution quasi atomique.
Afin de mieux comprendre le mécanisme de l'influx de calcium dans la membrane présynaptique, les experts du Center for Soft Nanoscience de l'université de Münster, dirigés par le professeur Christos Gatsogiannis (Institut de physique médicale et de biophysique) et le professeur Andreas Heuer (Institut de chimie physique), ont utilisé la cryo-microscopie électronique à haute performance (cryo-EM) et des simulations informatiques de dynamique moléculaire (MD). Ils ont montré que la toxine subit une transformation remarquable lorsqu'elle se lie au récepteur. Une partie de la molécule toxique forme une tige qui pénètre la membrane cellulaire comme une seringue. Cette tige a la particularité de former un petit pore dans la membrane qui fonctionne comme un canal calcique. Les simulations MD ont révélé que les ions calcium peuvent s'écouler dans la cellule à travers une porte sélective située sur le côté directement au-dessus du pore.
Grâce à ces résultats, les chercheurs comprennent mieux le fonctionnement de l'α-latrotoxine. "La toxine imite la fonction des canaux calciques de la membrane présynaptique de manière très complexe", explique Christos Gatsogiannis. "Elle diffère donc à tous égards de toutes les toxines connues jusqu'à présent. Les nouvelles découvertes ouvrent un large éventail d'applications potentielles ; les latrotoxines ont un potentiel biotechnologique considérable, y compris le développement d'antidotes améliorés, de traitements pour la paralysie et de nouveaux biopesticides.
Les résultats de la recherche viennent d'être publiés dans la revue Nature Communications. Dans des travaux antérieurs, le groupe de recherche dirigé par Christos Gatsogiannis avait déjà déchiffré la structure des latrotoxines spécifiques aux insectes dans le venin de la veuve noire avant qu'elles ne s'insèrent dans la membrane.
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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