Découverte d'un commutateur moléculaire pour la production de protéines
Les scientifiques montrent comment les bactéries contrôlent la biosynthèse de leurs protéines par le biais du métabolisme cellulaire - une approche possible pour développer de nouvelles thérapies
La biosynthèse des protéines - le processus par lequel les cellules produisent des molécules de protéines, essentielles à la vie et à la croissance - est un processus extrêmement complexe et strictement réglementé. Une équipe interdisciplinaire dirigée par le Dr Jürgen Lassak, biologiste à la LMU, a découvert un mécanisme jusqu'alors inconnu par lequel les bactéries contrôlent ce processus. Comme le rapportent les scientifiques dans la revue Nature Communications, une protéine appelée EfpL fonctionne comme un contrôleur qui peut accélérer ou arrêter la production de protéines en fonction du métabolisme de la cellule.
L'incorporation de l'acide aminé proline dans la molécule de protéine naissante représente un défi particulier pour la cellule lors de la biosynthèse des protéines. En raison de sa structure rigide, la proline provoque souvent des blocages au niveau des ribosomes, les "usines à protéines" de la cellule. Tous les organismes utilisent un facteur spécifique pour surmonter ces blocages. Chez les bactéries, ce facteur est appelé EF-P et aide les ribosomes à incorporer la proline. Comme les chercheurs viennent de le découvrir, certaines bactéries possèdent un outil supplémentaire pour la biosynthèse des protéines : une protéine appelée EfpL, qui est étroitement liée à l'EF-P. Contrairement à l'EF-P, cette protéine réagit au métabolisme de la cellule et adapte la synthèse des protéines aux exigences en vigueur par le biais de modifications chimiques spécifiques.
"L'EfpL nous offre une occasion unique de comprendre l'adaptation flexible de la production de protéines bactériennes aux conditions environnementales", explique Alina Sieber, auteur principal de l'étude. "Ce type de régulation était jusqu'à présent inconnu", ajoute Lassak, "et nous avons montré pour la première fois que le métabolisme de la cellule influence l'activité de l'EfpL". Il est particulièrement intéressant, observe-t-il, de constater que de nombreux agents pathogènes humains se retrouvent parmi les bactéries qui utilisent l'EfpL, notamment les espèces de Salmonella et Escherichia coli, ainsi que les agents pathogènes responsables du choléra et de la peste.
Les auteurs supposent que le contrôle précis de la production de protéines par l'EfpL est une adaptation efficace aux habitats changeants, comme lorsque les bactéries pénètrent dans un hôte humain. Par conséquent, l'inhibition d'EfpL pourrait constituer une approche prometteuse pour supprimer la croissance de ces agents pathogènes et développer ainsi de nouvelles stratégies thérapeutiques.
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Publication originale
Alina Sieber, Marina Parr, Julian von Ehr, Karthikeyan Dhamotharan, Pavel Kielkowski, Tess Brewer, Anna Schäpers, Ralph Krafczyk, Fei Qi, Andreas Schlundt, Dmitrij Frishman, Jürgen Lassak; "EF-P and its paralog EfpL (YeiP) differentially control translation of proline-containing sequences"; Nature Communications, Volume 15, 2024-12-2
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