En prélude au cancer, des mutations génétiques peuvent parfois conduire à la formation de protéines chimériques constituées de parties de deux protéines différentes, généralement séparées.

Un nouvel article de synthèse examine les dernières avancées scientifiques sur une certaine classe de ces "protéines d'oncofusion" liées au cancer, en se concentrant sur les protéines d'oncofusion qui peuvent former des gouttelettes liquides appelées "condensats ectopiques" dans les cellules.

L'article a été publié le 25 avril dans Trends in Cell Biology par les chercheurs de l'Université de Buffalo Richoo B. Davis, Mahdi Muhammad Moosa et Priya R. Banerjee, tous du département de physique de l'UB College of Arts and Sciences. Banerjee, Ph.D., est professeur adjoint de physique, et Davis, Ph.D., et Moosa, Ph.D., sont associés postdoctoraux au Banerjee Lab.

Dans les expériences de laboratoire, des condensats ectopiques apparaissent lorsqu'une partie d'une protéine qui forme normalement des gouttelettes est fusionnée avec une partie d'une autre protéine généralement trouvée à un endroit différent dans une cellule. La protéine chimérique résultante conserve certaines fonctions des deux protéines d'origine et est capable de former des gouttelettes au "mauvais" endroit à l'intérieur des cellules, explique Moosa.

Les gouttelettes de protéines, également connues sous le nom d'"organites sans membrane", peuvent servir de centres d'activité biochimique. Il est donc intéressant d'étudier les gouttelettes mal placées aux fonctions aberrantes, selon les chercheurs.

"Un public important pour notre examen est les chercheurs sur le cancer", a déclaré Moosa. "Les biophysiciens qui étudient les condensats biomoléculaires connaissent peut-être déjà ces concepts, mais nous voulions tendre la main et partager ces connaissances avec les chercheurs en biologie du cancer qui travaillent directement avec des échantillons de patients."

Davis note que les condensats ectopiques pourraient offrir une cible attrayante pour les traitements contre le cancer, mais que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre comment ces protéines chimériques fonctionnent dans leur état naturel et comment elles peuvent recâbler la transcription génique qui conduit au développement du cancer :« La cellule est un système très complexe », dit-il. "Nous avons besoin de meilleurs outils pour étudier les condensats de protéines dans leurs conditions d'origine, et nos futures études seront axées sur ce problème."

Dans l'article de synthèse, les auteurs résument les découvertes émergentes de plusieurs travaux récemment publiés par différents groupes de recherche, y compris une étude de 2021 qu'ils ont réalisée avec Taranpreet Kaur, un récent doctorat en physique de l'UB. diplômé.

Cet article antérieur, paru dans un numéro spécial de la revue Protein Science sur "Biophysique des condensats biomoléculaires", axé sur une protéine d'oncofusion de la famille FET et intitulé "Les condensats de protéines d'oncofusion FUS recrutent un remodeleur de chromatine mSWI/SNF via des interactions hétérotypiques entre des domaines de type prion". L'équipe a montré comment ces condensats de protéines ectopiques peuvent recruter des machines moléculaires clés pour modifier l'équilibre de la régulation des gènes.

"La découverte de la séparation des phases protéiques a changé notre vision de la façon dont les cellules organisent leur espace interne", déclare Banerjee. "Alors que de plus en plus de recherches émergent dans ce domaine passionnant, nous apprenons le rôle des gouttelettes de protéines dans les processus biologiques clés tels que la régulation des gènes et leurs rôles dans les maladies humaines mortelles. Sur la base des données émergentes de différents laboratoires, nous soupçonnons qu'un un sous-ensemble de protéines de fusion liées au cancer peut former de nouveaux types de condensats, que les cellules normales ne possèdent pas."

"L'étude des protéines de fusion naturelles et de leurs condensats avec de nouvelles fonctions biologiques n'est pas seulement importante du point de vue de la biologie du cancer, mais également du point de vue de l'ingénierie des protéines, car apprendre comment ces protéines de fusion fonctionnent offrira de nouvelles opportunités pour créer des protéines artificielles avec de nouvelles applications en sciences biomédicales », ajoute Banerjee.