Les moteurs moléculaires produisent la force qui alimente le battement des queues des spermatozoïdes pour générer un mouvement vers l'ovule pour la fécondation. De nouvelles recherches montrent maintenant comment les moteurs moléculaires qui alimentent le mouvement des spermatozoïdes sont reconnus et spécifiquement transportés dans la région de la queue de la cellule. Cette connaissance peut ouvrir la voie à une meilleure compréhension des mutations causant des maladies causant la stérilité.

Les moteurs moléculaires utilisent la molécule ATP comme source d'énergie pour organiser la vie interne des cellules. Les dynéines sont les moteurs moléculaires les plus grands et les plus complexes et sont responsables du transport intracellulaire et de la génération de la force requise pour la motilité des organites du cil. Les cils sont des structures minces trouvées à la surface de nos cellules où ils fonctionnent comme des capteurs recevant des signaux de l'environnement et comme des moteurs faisant bouger la cellule ou l'environnement.

Les cils mobiles se trouvent en une seule copie sur les spermatozoïdes et en plusieurs copies sur les cellules de nos poumons où ils génèrent un flux de fluide nécessaire à l'élimination des particules de poussière et des agents pathogènes des voies respiratoires. Les gros moteurs en dynéine (connus sous le nom de « bras de dynéine externes », ODA) - qui sont nécessaires à la motilité des cils - sont activement transportés dans les cils via le système de transport intraflagellaire (IFT) et l'adaptateur de transport ODA16. Des mutations des moteurs de la dynéine ou des facteurs IFT peuvent entraîner une infertilité et une déficience respiratoire.

Une équipe de recherche internationale a maintenant cartographié comment les moteurs de dynéine sont reconnus par la protéine adaptatrice ODA16 et importés dans les cils via le système IFT. La structure cristalline d'ODA16 montre comment le plus grand domaine en forme de tonneau reconnaît les moteurs de dynéine et lie simultanément le complexe IFT via une fente générée par le domaine en tonneau et un domaine plus petit situé au sommet du tonneau. ODA16 fonctionne ainsi comme un véritable adaptateur entre les grands complexes dynéine et IFT (voir figure).

Ces nouvelles connaissances peuvent ouvrir la voie à la détermination de la structure des complexes IFT associés aux moteurs dynéine via ODA16, ce qui conduira à une meilleure compréhension des mécanismes ciliaires et des mutations causant des maladies dans les gènes codant pour la dynéine et les protéines IFT.

L'équipe de recherche se compose de Michael Taschner et Esben Lorentzen du Département de biologie moléculaire et de génétique, Université d'Aarhus, Jérôme Basquin de l'Institut Max Planck, André ? Mouraño du Helmholz Center (tous deux à Munich, Allemagne) et Mayanka Awashti de l'Université du Maryland, ETATS-UNIS.

Les résultats sont publiés dans la revue scientifique Journal de chimie biologique .