Les biochimistes de l'UCLA ont réalisé une première en biologie :visualiser avec des détails proches de l'atome la plus petite protéine jamais vue par la technique dont le développement a valu à ses créateurs le prix Nobel de chimie 2017. Cette technique, appelé cryomicroscopie électronique, permet aux scientifiques de voir de grosses biomolécules, comme les virus, dans des détails extraordinaires.

Jusqu'à maintenant, cette méthode n'a pas fonctionné avec les milliers de protéines beaucoup plus petites, qui peut causer des maladies si défectueux, qui sont à l'intérieur des cellules. Une équipe dirigée par Todd Yeates, professeur de chimie et de biochimie à l'UCLA, rapporte des résultats qui promettent d'utiliser la cryomicroscopie électronique pour mieux comprendre de nombreuses protéines importantes. La recherche est publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences .

« Cette nouvelle méthode devrait être utile au sens large, " dit Yeates, qui est membre de l'Institute for Genomics and Proteomics et du California NanoSystems Institute de l'UCLA.

L'équipe de recherche de Yeates a publié la première recherche, en 2001, dans le domaine scientifique de la conception de cages moléculaires construites à partir de molécules de protéines. Dans la nouvelle recherche, son équipe a utilisé "l'ingénierie des protéines" pour attacher 12 copies d'une petite protéine à une cage moléculaire en forme de cube, qui a été conçu par un ancien étudiant diplômé de Yeates ». La petite protéine, appelé DARPin, est trop petit pour être analysé en utilisant uniquement la microscopie cryoélectronique. Mais lorsque les chercheurs ont attaché les copies à la cage protéique, ils ont réussi à voir le DARPin en cryomicroscopie électronique.

Un défi que les chercheurs ont surmonté consistait à obtenir que les copies de la protéine se fixent de manière rigide. Leur nouvelle méthode, que Yeates appelle « échafaudage », " peut être facilement modifié pour se lier à de nombreuses protéines différentes en tant qu'"échafaudage protéique universel".

"La petite protéine que nous avons attachée peut elle-même être amenée à se lier à d'autres protéines, qui peut ensuite être étudié par cryomicroscopie électronique, " dit Yeates, dont l'équipe de recherche y travaille actuellement.

Le développement de la cryomicroscopie électronique a valu à Jacques Dubochet, Joachim Frank et Richard Henderson le prix Nobel de chimie 2017.

Pourquoi est-il si important de voir une protéine de manière aussi détaillée ?

"Les 50 dernières années de biologie structurale ont consisté à essayer d'obtenir des images détaillées de toutes les parties de la cellule pour les comprendre à fond, " a dit Yeates. " Une image vaut 1, 000 mots, et très souvent, obtenir une première vue en trois dimensions d'un composant de la cellule vous donne des informations précieuses, souvent surprenantes et inattendues, que vous ne pouviez pas anticiper. Quand tu le vois, vous pensez souvent, maintenant je vois comment il fait ce qu'il fait."

De nombreuses maladies sont dues à une mutation ou à un défaut d'une protéine. Voir le défaut peut permettre de comprendre ce qui cause les maladies, ce qui peut conduire à de nouveaux produits pharmaceutiques et traitements pour les maladies.