Une étude révolutionnaire menée par l’Université de Copenhague a dévoilé les propriétés de l’ensemble des 28 000 protéines humaines désordonnées, remettant en question les concepts traditionnels de structure des protéines et offrant de nouvelles perspectives sur leur rôle dans les maladies. Crédit : Issues.fr.com
La recherche révèle de nouvelles connaissances sur 28 000 protéines humaines désordonnées, modifiant ainsi notre compréhension des structures et des fonctions des protéines.
Les molécules de protéines sont au cœur de la biologie. Notre compréhension typique des protéines stipule que chaque type de protéine a une forme tridimensionnelle spécifique qui lui permet de remplir sa fonction. Ce dogme est remis en question par les protéines intrinsèquement désordonnées qui représentent un tiers de toutes les protéines et ont des fonctions biologiques centrales même si leurs formes changent constamment. Jusqu’à présent, notre compréhension des propriétés structurelles de cette classe intrigante de protéines reposait sur l’étude d’un petit nombre d’exemples seulement.
Recherche révolutionnaire sur les protéines désordonnées
Dans une recherche publiée le 31 janvier dans la revue Naturedes chercheurs du département de biologie de l’université de Copenhague ont montré comment se comportent toutes les protéines (environ 28 000) désordonnées du corps humain.
« J’ai toujours été fasciné par les protéines intrinsèquement désordonnées, car elles semblent défier la plupart des règles régissant le comportement d’une protéine. Au cours des 20 dernières années, nous avons travaillé pour déterminer à quoi ressemblent ces étranges protéines et si de nouvelles règles devaient être appliquées pour les décrire. Pour la première fois, nous avons pu étudier la structure de toutes les protéines humaines désordonnées et avons commencé à mettre de l’ordre dans ce monde de désordre moléculaire », déclare le professeur Kresten Lindorff-Larsen, directeur du centre NNF, PRISM, dans lequel le des recherches ont été effectuées.
Approche de recherche du Centre PRISM
L’objectif du centre PRISM est de combiner des méthodes informatiques issues de la biophysique et apprentissage automatique, avec des méthodes issues de la biologie cellulaire pour étudier comment les variantes génétiques provoquent des maladies. Mais jusqu’à présent, les chercheurs ne savaient pas à quoi ressemblaient la plupart des protéines désordonnées et ne pouvaient donc même pas commencer à étudier comment des mutations dans les gènes les codant pourraient provoquer des maladies.
« Jusqu’à récemment, nous examinions les protéines désordonnées une par une et il était essentiel de trouver un moyen de les étudier à plus grande échelle », explique le professeur adjoint Giulio Tesei, l’un des principaux auteurs du nouvel article. Giulio poursuit : « Nous avons proposé une approche dans laquelle nous pourrions utiliser des mesures expérimentales sur des protéines désordonnées pour développer un modèle informatique permettant de prédire leurs propriétés. Puisque ce modèle est à la fois précis et rapide, nous pouvons désormais tous les examiner.
Contributions des étudiants et impact du projet
Remarquablement, l’étude a été co-dirigée par Anna Ida Trolle, étudiante en licence, qui déclare : « Quand j’ai commencé le projet, je ne savais pas qu’on étudiait généralement une ou deux protéines à la fois. Ainsi, lorsque Giulio et Kresten m’ont suggéré d’étudier quelque 28 000 protéines, je n’ai heureusement pas réalisé à quel point c’était une idée folle. Cependant, nous avons rapidement trouvé un moyen de générer et de suivre une grande quantité de données et avons pu les utiliser pour étudier la biologie et l’évolution de protéines désordonnées.
Kresten Lindorff-Larsen conclut : « Cela a été un projet stimulant mais aussi extrêmement amusant, qui n’a été rendu possible que grâce aux contributions de plusieurs personnes aux expertises diverses au sein du centre PRISM. Nous avons franchi de nouvelles étapes en reliant les propriétés moléculaires des protéines désordonnées à leur fonction biologique et à leur rôle dans la maladie. Enfin, nous commençons à comprendre le langage des protéines désordonnées.
La recherche a été financée par la Fondation Novo Nordisk et le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de Marie Skłodowska-Curie : convention de subvention n° 101025063.
