Les protéines doivent entrer et sortir du noyau, le centre de contrôle de la cellule, pour remplir différentes fonctions, comme dire au noyau d'activer ou de désactiver certains gènes. Ces protéines se croisent en utilisant un canal situé à la périphérie du noyau appelé « complexe de pores nucléaires ».

Des recherches antérieures ont montré que la taille et la composition de ces protéines modifient la facilité avec laquelle elles peuvent se croiser. Aujourd'hui, cette recherche est publiée dans Nature Physics. , a montré que les propriétés mécaniques peuvent également influencer l’entrée des protéines par les pores. L'article s'intitule "L'anisotropie structurelle entraîne un transport mécano-directionnel de protéines à travers les pores nucléaires."

En suivant le mouvement des protéines dans des cellules individuelles, l'équipe a montré que, dans des protéines de même taille et de même composition en acides aminés (leurs éléments constitutifs), la stabilité mécanique est proche de la « séquence de localisation nucléaire » de la protéine (une séquence spéciale permettant la protéine pour entrer dans le noyau) influençait la vitesse ou la lenteur de leur traversée.

Ils ont identifié que les protéines possédant une région molle ou flexible à côté de cette séquence étaient capables de pénétrer plus rapidement dans le noyau.

Les chercheurs ont ensuite conçu une étiquette souple qui pourrait être ajoutée à proximité de la séquence sur des protéines plus rigides, pour les aider à pénétrer plus facilement dans le noyau.

Cela a été testé en marquant un facteur de transcription – une protéine qui active certains gènes – appelé MRTF, qui aide les cellules à se déplacer dans le corps. Lorsqu'une étiquette souple était attachée au MRTF, elle était capable de pénétrer dans le noyau beaucoup plus rapidement, augmentant ainsi le mouvement cellulaire.

Les chercheurs pensent que cela pourrait être un outil potentiellement utile pour administrer plus rapidement des médicaments au noyau ou pour marquer des facteurs de transcription afin d'augmenter l'activité de certains gènes.

Sergi Garcia-Manyes, chef de groupe du laboratoire de mécanobiologie à molécule unique du Francis Crick Institute et professeur de biophysique au King's College de Londres, a déclaré :« Nous avons fait une découverte fondamentale selon laquelle la mécanique d'une protéine, à savoir sa souplesse ou sa rigidité, se situe dans la région qui mène la translocation – contrôle son entrée dans le noyau de la cellule. Bien que nous n'ayons regardé que le pore nucléaire, ce mécanisme pourrait réguler l'entrée dans d'autres parties de la cellule, comme les mitochondries ou les protéasomes, sachant qu'il s'agit d'une protéine plus flexible. peuvent pénétrer plus rapidement dans le noyau, ce qui pourrait nous aider à concevoir des médicaments plus ciblés."

Rafael Tapia-Rojo, co-premier auteur, ancien postdoctorant au Crick et maintenant maître de conférences en physique biologique au King's College de Londres, a déclaré :« Nos découvertes étaient plutôt inattendues, et il était frappant de voir comment les mesures au niveau d'une seule molécule peuvent être directement lié à ce qui se passe au niveau cellulaire, en utilisant une approche optomécanique nouvellement conçue. "

Les chercheurs étudient actuellement comment les facteurs de transcription ont évolué pour contenir des régions flexibles qui leur permettent de pénétrer plus facilement dans le noyau.