Des scientifiques de la Duke-NUS Medical School ont découvert de nouveaux détails moléculaires sur la façon dont les cellules s'assurent que leur approvisionnement énergétique est ajusté pour répondre à la demande énergétique. Leur étude, menée en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Melbourne en Australie et de l'Université Duke de Durham, en Caroline du Nord, aux États-Unis, met en évidence le rôle crucial que jouent les microprotéines dans l'assemblage de complexes protéiques plus grands à l'intérieur de composants cellulaires générateurs d'énergie appelés mitochondries. Leurs résultats sont publiés dans Cell Reports .

Les problèmes de mitochondries sous-tendent un large éventail de maladies, y compris des affections courantes telles que l'insuffisance cardiaque, l'obésité, le diabète et le cancer.

"Notre objectif à long terme est d'apprendre à manipuler les microprotéines que nous étudions pour lutter contre le dysfonctionnement mitochondrial chez les patients", a déclaré l'auteur principal, le professeur adjoint Lena Ho, du programme sur les troubles cardiovasculaires et métaboliques (CVMD) de Duke-NUS. "L'importance la plus immédiate de la recherche est de révéler de nouveaux détails sur la façon dont les mitochondries fonctionnent et sont maintenues dans toutes les cellules. Les travaux pourraient ajouter un nouveau niveau de compréhension important à cet aspect central de la biologie cellulaire."

Les mitochondries sont délimitées par une double membrane. L'intérieur des deux membranes héberge une série de protéines qui transfèrent des électrons le long de ce qu'on appelle la chaîne de transport d'électrons. Ce transport d'électrons est un élément crucial des processus qui extraient l'énergie chimique des nutriments et la stockent finalement dans des molécules d'adénosine triphosphate (ATP) riches en énergie.

La nouvelle perspicacité de l'équipe Duke-NUS révèle que les petites microprotéines (également appelées peptides) jouent un rôle auparavant non reconnu en permettant à la chaîne de transport d'électrons de se former. Plus précisément, ils semblent travailler ensemble pour aider et contrôler l'assemblage de l'une des protéines centrales de la chaîne, appelée Complexe III. Ce rôle permet aux microprotéines de participer à la régulation des niveaux de protéines de la chaîne de transport d'électrons, et donc de l'approvisionnement énergétique, en réponse aux variations de la demande énergétique.

"Les microprotéines fascinent mais aussi mystifient les biologistes de divers domaines depuis longtemps", a déclaré Liang Chao, co-premier auteur de l'étude, qui est titulaire d'un doctorat. candidat à Duke-NUS. "Notre étude fournit un exemple de ce qu'ils peuvent faire et comment ils participent au contrôle du métabolisme énergétique au niveau de détail moléculaire le plus profond."

"Les mitochondries sont les batteries et les usines de nos cellules, produisant non seulement de l'énergie, mais également de nombreux éléments constitutifs nécessaires à la multiplication et à la survie des cellules", a déclaré le Dr Shan Zhang, ancien chercheur au laboratoire de peptides endogènes du professeur Ho, dans le cadre du programme CVMD de Duke-NUS, et maintenant professeur adjoint à l'Université du Zhejiang, en Chine. "Nous voyons clairement que la modulation des niveaux de ces microprotéines peut entraîner ou protéger contre le dysfonctionnement mitochondrial, qui est une caractéristique qui sous-tend presque tous les types de maladies courantes."

L'équipe prévoit maintenant de passer de ces découvertes initiales au niveau cellulaire pour étudier plus en détail les rôles et l'importance des microprotéines dans les modèles précliniques et, finalement, chez l'homme.

"Ces prochaines étapes nous permettront, espérons-le, d'apprendre à cibler l'activité des microprotéines pour traiter les maladies mitochondriales", a conclu le professeur assistant Ho.

« Les innovations dans les soins de santé et la prévention des maladies bénéficient des progrès des connaissances rendus possibles par la recherche scientifique fondamentale, comme cette étude du professeur adjoint Ho et de son équipe », a déclaré le professeur Patrick Casey, vice-doyen principal à la recherche à Duke-NUS. "J'ai hâte de voir où la recherche nous mènera ensuite." + Explorer plus loin

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