Pour cuisiner une omelette, il faut brouiller un oeuf, et comme Humpty Dumpty, il ne pourra plus jamais être remonté. C'est parce que l'œuf subit un ensemble de changements physiologiques et chimiques pendant sa cuisson, qui provoquent la rupture de ses liaisons chimiques et l'agrégation de ses protéines, restructuration et implantation dans un nouveau, forme définitive et irréversible.

Cependant, une nouvelle étude de l'Université de Tel Aviv suggère pour la première fois une nouvelle forme d'agrégation de protéines qui est à la fois réversible et a des conséquences physiologiques positives pour les cellules. La découverte pourrait éventuellement conduire à de nouvelles thérapies pour les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, Maladies de Parkinson et de la « vache folle ».

L'étude de recherche a été dirigée par le professeur Martin Kupiec et menée par le Dr Kobi Simpson-Lavy, à la fois de l'École de biologie cellulaire moléculaire et de biotechnologie de la TAU, et publié dans la revue Cellule moléculaire .

Comment "débloquer" une protéine

"La plupart des fonctions au sein de nos cellules sont assurées par des protéines. Mais lorsque ces protéines s'agrègent, ils produisent un « blob » qui les rend inactifs, " explique le professeur Kupiec. " L'agrégation des protéines a tendance à augmenter avec l'âge et conduit à un certain nombre de maladies humaines, en particulier ceux qui entraînent une neurodégénérescence."

"De plus, lorsque les protéines adoptent une configuration erronée - lorsqu'elles sont mal repliées - les cellules tentent de séparer les amas, ou de les empiler à des endroits particuliers de la cellule, minimiser leur effet toxique, " dit le Dr Simpson-Lavy. " Ce processus a été lié au développement d'un certain nombre de maladies neurodégénératives, comme la maladie d'Alzheimer, Parkinson et maladies de la « vache folle ».

La nouvelle étude examine un type entièrement différent d'agrégation de protéines, qui peut fournir un nouveau mécanisme permettant de réguler l'activité des gènes en fonction des changements dans l'environnement de la cellule.

La recherche pour l'étude a émergé par hasard. Alors que le Dr Simpson-Lavy étudiait le métabolisme des sucres dans les cellules de levure, il a remarqué qu'une version étiquetée de la protéine qu'il observait – Std1 – formait une tache brillante à l'extérieur du noyau de la cellule chaque fois que du glucose était ajouté aux cellules.

En d'autres termes, Std1, qui est généralement présent dans les noyaux des cellules, où réside le génome, aboutit à une agrégation à l'extérieur des noyaux.

"Nous nous sommes demandé si cette agrégation de protéines changerait en fonction des différentes conditions du microenvironnement de la cellule, " dit le professeur Kupiec. " Et en effet, lorsque les conditions ont changé à nouveau et que le glucose a été épuisé, l'agrégat s'est dissous et la protéine Std1 a pu être vue à nouveau dans le noyau. Std1 joue un rôle dans la réponse aux différents sucres dans le milieu de croissance, Ainsi, l'agrégation et la dissolution réversibles de Std1 ont permis à la cellule de répondre rapidement à différents niveaux d'abondance de sucre. »

Mauvais et bon pour vous

L'étude suggère également que tous les agrégats de protéines ne sont pas « mauvais pour vous ». Certains jouent des rôles physiologiques et régulateurs importants. Selon l'étude, les « chaperons moléculaires » qui alimentent de nombreuses maladies neurodégénératives peuvent avoir été initialement destinés à réguler l'accumulation de protéines non pathologiques.

"Ces résultats pourraient ouvrir la voie à d'éventuels traitements futurs qui pourraient tenter de faire passer l'agrégation d'irréversible à réversible, " dit le professeur Kupiec. " Si nous pouvons trouver comment transformer une agrégation irréversible en une agrégation réversible, il serait possible de traiter les maladies neurodégénératives et d'inverser l'effet des agrégats.

"En d'autres termes, il peut encore être possible de reconstituer un œuf à partir d'une omelette, " observe le Pr Kupiec.

Les chercheurs examinent actuellement ce qui fait qu'une même protéine se comporte différemment dans différentes conditions.