Une équipe de recherche dévoile le mécanisme de pliage des protéines

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Un mécanisme essentiel à la compréhension de nombreuses maladies

Percer le code grâce auquel les protéines se replient est l’une des grandes énigmes de la biologie moléculaire moderne. Aujourd’hui, les spécialistes de la biologie moléculaire de l’Institut de recherche en biotechnologie (IRB) du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et de l’Université McGill sont sur le point de comprendre exactement comment les protéines se replient et comment un mécanisme moléculaire particulier, connu sous le nom de cycle de la calnexine, «chaperonne» en réalité ce phénomène. Cette découverte aura d’importantes conséquences sur l’étude de maladies comme la fibrose kystique, l’emphysème héréditaire et d’autres maladies génétiques. Les résultats de cette recherche sont publiés dans le dernier numéro de Molecular Cell.

Ces travaux de recherche ont été menés par le docteur Joseph Schrag, en collaboration avec le directeur et ses collègues du groupe de recherche en structure macromoléculaire de l’IRB les docteurs Miroslaw Cygler, Yunge Li, Svetlana Borosiva et Michael Hahn, ainsi qu’avec les professeurs John Bergeron et David Thomas de McGill. Spécialiste de la cristallographie à rayon-x, l’équipe de l’IRB, s’est attachée à définir la structure cristalline tridimensionnelle de la calnexine. «Déterminer la structure de la calnexine éclaire d’un jour nouveau les fonctions de cette protéine et son rôle dans certaines maladies», précise le docteur Cygler. «Nous avons découvert que la calnexine avait une structure inhabituelle constituée d’une longue chaîne d’acides aminés qui ressemble à un collier de perles et se détache du corps principal de la protéine. Cette chaîne guide le repliement des protéines au moyen des sucres qui sont fixés à ces dernières.»

Du fait de la présence de protéines dans tous les systèmes vivants, il importe de comprendre leurs fonctions et la manière dont elles se replient pour pouvoir améliorer la prévention et le traitement de certaines maladies. «Lorsque les protéines ne peuvent pas bien se replier, un certain nombre de maladies héréditaires humaines comme la fibrose kystique et l’emphysème héréditaire se manifestent», précise le docteur Bergeron, directeur du département d’anatomie et de biologie cellulaire de l’Université McGill.

Décoder la structure de la calnexine, qui est une protéine qui joue un rôle essentiel dans le repliement des protéines et le contrôle de la qualité, est l’aboutissement de dix ans de recherches menées conjointement à l’Institut de recherche en biotechnologie et à l’Université McGill. La calnexine a été découverte en 1991 par le docteur John Bergeron professeur à l’Université McGill et le docteur David Thomas, qui était à l’époque chercheur à l’IRB et qui dirige actuellement le département de biochimie de McGill.

Ces travaux ont été subventionnés par le Conseil national de recherches, l’Université McGill et les Instituts canadiens de recherches en santé (ICRS).

Le docteur Cygler dirige les travaux de recherche en génomique structurelle dans le cadre du projet Génome Canada afin de déterminer la structure d’autres protéines. Aux côtés du docteur Bergeron qui dirige le réseau de pharmacoprotéomique et de génomique structurelle à Montréal et du docteur Thomas, ce réseau de chercheurs procède à des analyses structurelles à haut rendement de plusieurs protéines qui feront progresser la biologie moléculaire et partant, la connaissance de plusieurs maladies humaines.