L'ADN de chaque organisme détient les plans pour construire toutes les protéines dont il a besoin pour ses processus métaboliques. Alors que les chercheurs savent déjà à quoi ressemblent les plans pour la plupart des protéines, ils ne savent pas ce que beaucoup de ces protéines font réellement dans le corps.
Une équipe interdisciplinaire composée de scientifiques expérimentaux et informatiques du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) de l'Université du Luxembourg a désormais systématiquement quantifié et caractérisé l'étendue de ce manque de connaissances. Un effort sans précédent a été déployé pour prédire plus précisément combien, parmi les protéines de fonction inconnue, sont des enzymes. Ce sont des protéines spécialisées pour permettre les milliers de réactions chimiques qui se produisent à tout moment dans les cellules vivantes. "Nous avons constaté qu'environ 30 pour cent des protéines "inconnues" trouvées par exemple dans la levure et dans le corps humain sont des enzymes pour lesquelles nous ignorons quel rôle elles jouent dans les cellules ou dans l'organisme dans son ensemble, » précise le Dr Carole Linster du LCSB. L'équipe a publié ses résultats dans la revue scientifique Recherche sur les acides nucléiques .
De nombreuses maladies, en particulier les maladies métaboliques héréditaires, sont associés à un défaut génétique qui entraîne un mauvais repliement voire une absence totale de certaines enzymes. Les chercheurs espèrent donc mieux comprendre l'apparition et les déclencheurs de ces maladies grâce à l'analyse de séquences de gènes, les plans génétiques de ces enzymes. Grâce aux techniques de séquençage modernes, il est déjà possible de déchiffrer un génome entier – tout le complément de l'ADN d'un organisme – rapidement et à moindre coût.
Cependant, les scientifiques sont conscients d'une grave lacune dans leur compréhension. "Jusque là, nous avons déchiffré des milliers de génomes de nombreuses espèces différentes et nous savons dans quelles protéines ils sont traduits, " dit Linster, qui a dirigé l'étude. "Mais nous avons vu dans nos analyses que, quand il s'agit de notre compréhension d'eux, il y a encore un grand nombre d'angles morts sur la carte des protéines. Même dans les organismes qui ont fait l'objet d'études intensives pendant des années, pour environ un tiers des protéines produites, nous ne savons pas quelle fonction ils remplissent dans l'organisme."
Le biochimiste fait une analogie pour ce manque de connaissances avec un archéologue qui a trouvé une écriture ancienne :« Même si le chercheur peut déchiffrer les lettres individuelles, cela ne signifie pas automatiquement qu'il peut comprendre le message de ce qui a été écrit. Pour ça, il doit d'abord découvrir ce que signifient les mots individuels. » La situation est très similaire pour les chercheurs qui étudient les causes des maladies génétiques rares.
« Si nous voulons découvrir comment des défauts génétiques spécifiques affectent un organisme, il ne suffit pas de savoir quelles lettres ont été modifiées dans les séquences génétiques des protéines mutées. Nous avons besoin de savoir quelles fonctions ces protéines remplissent dans l'organisme afin de comprendre comment leur carence peut conduire à des maladies. la prochaine étape que le Dr Linster et ses collègues veulent franchir est d'étudier plus en détail le rôle d'un certain nombre de ces protéines mal comprises, et ainsi contribuer à combler progressivement cette lacune qui subsiste dans nos connaissances.
