Le commutateur protéique conçu permet un contrôle sans précédent sur les cellules vivantes
LOCKR est un interrupteur moléculaire composé de plusieurs pièces en interaction :une 'clé' (noir) déverrouille une 'cage' (gris), révélant un peptide bioactif (jaune) qui peut interagir avec d'autres molécules de la cellule. LOCKR, un complexe de protéines synthétiques, a été conçu informatiquement à partir de zéro, puis testé dans des cellules vivantes. Crédit :Ian Haydon, Institut de médecine UW pour la conception de protéines
Les scientifiques ont créé le premier commutateur protéique complètement artificiel qui peut fonctionner à l'intérieur des cellules vivantes pour modifier, voire réquisitionner, les circuits internes complexes de la cellule.
L'interrupteur est surnommé LOCKR, abréviation de verrouillage, Cage orthogonale/protéine clé.
Articles d'accompagnement publiés le 24 juillet dans la revue La nature décrire la conception de LOCKR et démontrer plusieurs applications pratiques de la technologie. Le travail a été mené par des équipes de bio-ingénierie dirigées par David Baker à l'UW Medicine Institute for Protein Design et Hana El-Samad à UC San Francisco.
Les scientifiques montrent que LOCKR peut être "programmé" pour modifier l'expression des gènes, rediriger le trafic cellulaire, dégrader des protéines spécifiques, et contrôler les interactions de liaison aux protéines. Les chercheurs utilisent également LOCKR pour construire de nouveaux circuits biologiques qui se comportent comme des capteurs autonomes. Ces circuits détectent les signaux de l'environnement interne ou externe de la cellule et réagissent en apportant des modifications à la cellule. Cela s'apparente à la façon dont un thermostat détecte la température ambiante et ordonne à un système de chauffage ou de refroidissement de s'éteindre dès qu'une température souhaitée est atteinte.
Une fois assemblé par une cellule, ces nouveaux commutateurs ne mesurent que huit nanomètres sur leur côté le plus long. Il en faudrait plus d'une centaine de millions pour couvrir la période à la fin de cette phrase.
"La capacité de contrôler les cellules avec des protéines de conception inaugure une nouvelle ère de la biologie, " dit El-Samad, le professeur de la famille Kuo de biochimie et de biophysique à l'UCSF et co-auteur principal des rapports. « De la même manière que les circuits intégrés ont permis l'explosion de l'industrie des puces informatiques, ces commutateurs biologiques polyvalents et dynamiques pourraient bientôt débloquer un contrôle précis sur le comportement des cellules vivantes et, finalement, notre santé."
