Des scientifiques japonais ont découvert comment une protéine, Xkr4, est activée par des ions calcium pour signaler aux cellules immunitaires de nettoyer les cellules mourantes. Cette découverte, démontrant le rôle unique du calcium dans la membrane cellulaire, pourrait fournir de nouvelles informations sur les mécanismes de nettoyage cellulaire.
Les scientifiques ont découvert que le calcium extracellulaire intervient dans l’activation d’une protéine membranaire qui agite le drapeau signalant la mort cellulaire.
Une équipe de recherche codirigée par des scientifiques de l’Institut des sciences intégrées des cellules et des matériaux (iCeMS) de l’Université de Kyoto au Japon a découvert des mécanismes par lesquels les cellules mourantes activent une protéine qui déclenche un signal « mange-moi » pour que les cellules immunitaires nettoient les débris. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Communications naturelles.
Rôle de la protéine Xkr4 dans la mort cellulaire
La protéine s’appelle Xkr4, l’une des protéines de la famille Xkr trouvées dans les membranes cellulaires. Xkr4 brouille le phospholipide phosphatidylsérine de la partie interne de la membrane cellulaire, où il réside normalement, vers l’extérieur. La relocalisation de la phosphatidylsérine vers la partie externe de la membrane est le signal de la mort de la cellule et attire les phagocytes engloutissant les débris.
Le calcium extracellulaire pénètre dans une poche de la région transmembranaire de la scramblase, déclenchant son activation. Cela expose la phosphatidylsérine (PS) à la surface des cellules, servant de marqueur distinctif pour l’élimination des cellules indésirables. Crédit : Mindy Takamiya/iCeMS de l’Université de Kyoto
Processus d’activation de Xkr4
Les chercheurs avaient déjà découvert que, pour agir comme un brouillage de la phosphatidylsérine, la queue cytoplasmique C-terminale de Xkr4 doit d’abord être clivée, formant un dimère avec un autre Xkr4 et exposant un site de liaison. Ce site de liaison se connecte ensuite à un autre fragment protéique appelé XRCC4.
Cependant, la liaison de XRCC4 à Xkr4 seule ne suffit pas à activer Xkr4 dans le cadre expérimental. Cela suggérait qu’un autre ingrédient était nécessaire.
Le rôle des ions calcium
L’équipe de recherche japonaise a découvert que les ions calcium sont nécessaires pour permettre l’activation de Xkr4. Les ions calcium chargés positivement en dehors de l’environnement cellulaire se lient à trois ions calcium chargés négativement. acides aminés sur deux « hélices » sur la protéine Xkr4. Cette liaison fait passer Xkr4 d’un état intermédiaire à un état entièrement activé.
« Nous avons découvert que le calcium extracellulaire fonctionne comme une colle moléculaire pour les hélices transmembranaires de Xkr4, en l’activant », a expliqué Jun Suzuki, biochimiste de l’iCeMS.
Le rôle inattendu du calcium et les recherches futures
Ce qui est surprenant, c’est que l’on sait que le calcium extracellulaire est impliqué dans la régulation de l’activité des protéines à l’extérieur et à l’intérieur de l’environnement cellulaire, mais pas dans la membrane cellulaire elle-même. « Ici, de manière inattendue, nous avons découvert que le calcium extracellulaire s’infiltre dans les régions transmembranaires des protéines pour relier deux hélices transmembranaires », a déclaré Suzuki.
L’étude suggère également que les ions calcium pourraient être importants pour l’activation d’autres membres de la famille des protéines Xkr, en particulier Xkr8 et Xkr9, ce qui pourrait aider à clarifier les mécanismes par lesquels ces protéines et d’autres protéines scramblase fonctionnent.
La prochaine étape pour l’équipe consiste à examiner la fonction de Xkr4 dans les cellules nerveuses et à explorer son rôle dans le cerveau.
