La réplication de l'ADN est essentielle à la division cellulaire et à la propagation de l'information génétique. Le processus est complexe et implique plusieurs protéines travaillant ensemble pour dérouler et séparer les deux brins de la double hélice d’ADN.
De nouvelles images en microscopie cryoélectronique (cryo-EM) d'une enzyme appelée hélicase fournissent la vue la plus détaillée à ce jour de la façon dont cette séparation se produit. Les images, publiées dans la revue *Nature*, révèlent comment l'hélicase utilise son domaine « moteur » pour parcourir la molécule d'ADN, tandis que son domaine « déroulement » sépare les deux brins.
Cette nouvelle compréhension des mécanismes moléculaires de l’hélicase pourrait conduire au développement de nouveaux médicaments ciblant cette enzyme. De tels médicaments pourraient contribuer à inhiber la croissance des cellules cancéreuses, dont la prolifération dépend de la réplication rapide de l’ADN.
Comment l'hélicase sépare la double hélice d'ADN
L'hélicase est une protéine qui joue un rôle clé dans la réplication de l'ADN. Il déroule la double hélice en brisant les liaisons hydrogène entre les paires de bases et en séparant les deux brins.
Les images cryo-EM montrent l'hélicase en action, avec son domaine moteur enroulé autour de la molécule d'ADN et son domaine de déroulement s'étendant comme une main. Le domaine moteur utilise l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour se déplacer le long de l’ADN, tandis que le domaine de déroulement sépare les deux brins.
Les images révèlent également que l’hélicase interagit avec une protéine appelée protéine de liaison à l’ADN simple brin (SSB). SSB aide à stabiliser les brins d’ADN séparés et à les empêcher de se ré-hybrider.
Implications pour le traitement du cancer
La nouvelle compréhension des mécanismes moléculaires de l’hélicase pourrait conduire au développement de nouveaux médicaments ciblant cette enzyme. De tels médicaments pourraient contribuer à inhiber la croissance des cellules cancéreuses, dont la prolifération dépend de la réplication rapide de l’ADN.
L’une des cibles potentielles des médicaments est l’interaction entre l’hélicase et la SSB. En perturbant cette interaction, il pourrait être possible d'inhiber l'activité de l'hélicase et d'empêcher la séparation des brins d'ADN. Cela pourrait entraîner la mort des cellules cancéreuses.
Cryo-EM est une nouvelle technique puissante qui fournit des informations sur les mécanismes moléculaires de nombreux processus biologiques importants. Les images de l’hélicase en action sont un bel exemple de ce pouvoir et du potentiel de la cryo-EM à conduire au développement de nouveaux médicaments.
