Une nouvelle technique de protéomique appelée « écrêtage d'ubiquitine » permet aux chercheurs de créer des cartes haute définition de la façon dont les protéines sont modifiées par un processus appelé ubiquitination. Crédit :Institut Walter et Eliza Hall, Australie
Les chercheurs australiens sont parmi les premiers au monde à avoir accès à une nouvelle approche pour comprendre les changements complexes qui contrôlent le fonctionnement des protéines dans nos cellules saines et malades.
La nouvelle technique de protéomique appelée « écrêtage d'ubiquitine » permet aux chercheurs de créer des cartes haute définition de la façon dont les protéines sont modifiées par un processus appelé ubiquitination. La technique fournit un nouveau niveau de détail pour comprendre le rôle de l'ubiquitination dans les cellules, et pourrait découvrir des changements subtils qui contribuent à une gamme de maladies, y compris le cancer, maladies inflammatoires et maladies neurodégénératives.
La recherche, qui a été publié aujourd'hui dans La nature , était dirigée par le professeur David Komander, chercheur à l'Institut Walter et Eliza Hall, qui a entrepris les travaux au MRC Laboratory of Molecular Biology à Cambridge, ROYAUME-UNI.
En un coup d'œil
Architecture ubiquitine
L'ubiquitine est une petite protéine qui peut se lier à d'autres protéines dans une cellule, soit en une seule unité, soit en chaînes plus longues, droites ou ramifiées. Professeur David Komander, qui dirige la division de signalisation de l'ubiquitine récemment créée à l'Institut, ladite ubiquitination des protéines pourrait avoir un impact sur tous les processus cellulaires.
"L'ubiquitination peut changer le fonctionnement des protéines, altérant potentiellement leur activité, les rediriger vers différentes parties de la cellule, ou régulariser leurs interactions avec d'autres protéines. L'un des exemples les plus connus d'ubiquitination est lorsqu'elle cible des protéines spécifiques pour la destruction, réguler les niveaux de la protéine dans la cellule, mais nous savons maintenant qu'il existe de nombreux rôles plus subtils et complexes pour la signalisation de l'ubiquitine, " il a dit.
« L'« architecture » des chaînes d'ubiquitine peut être complexe avec de nombreuses branches qui influencent son impact sur les protéines, pourtant, jusqu'à présent, il était presque impossible pour les chercheurs de détecter et de distinguer les différentes structures ramifiées. Cela a limité les expériences qui ont été possibles pour comprendre le rôle de l'ubiquitination dans les processus pathologiques. »
La nouvelle technique d'« ubiquitine clipping », qui a été développé par le professeur Komander et ses collègues de l'Université de Cambridge et de l'Université de Vienne, permet aux scientifiques de mesurer différentes architectures de chaînes d'ubiquitine en prétraitant des échantillons de protéines, puis les analyser par électrophorèse et spectrométrie de masse.
"L'écrêtage de l'ubiquitine nous a permis de révéler un tout nouveau niveau de complexité dans la signalisation de l'ubiquitine. Dans nos expériences pilotes, nous avons découvert que les chaînes d'ubiquitine ramifiées sont beaucoup plus courantes qu'on ne le pensait auparavant. Nous pouvions également étudier des combinaisons de modifications sur l'ubiquitine et d'autres protéines, ce qui était jusqu'à présent assez difficile, " dit le professeur Komander.
"C'est une technique révolutionnaire qui simplifie la recherche sur l'ubiquitine, permettant un nouveau niveau d'expérimentation détaillée. C'est la différence entre décrire une maison en se basant uniquement sur le nombre de murs, fenêtres et portes qu'il a, plutôt que de regarder les plans architecturaux détaillés."
De nouvelles perspectives sur les maladies
L'ubiquitination altérée des protéines a été impliquée dans une série de maladies, y compris le cancer, les maladies inflammatoires et les troubles neurodégénératifs tels que la maladie de Parkinson. Le professeur Komander a déclaré que la technique de coupure d'ubiquitine était déjà appliquée pour étudier des échantillons de patients.
"Ma collègue de l'Institut Walter et Eliza Hall, la Dre Rebecca Feltham, utilise l'écrêtage de l'ubiquitine pour rechercher des modèles d'ubiquitination des protéines dans des échantillons de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, une maladie inflammatoire complexe. Cela pourrait donner de nouvelles informations sur la façon dont cette maladie se développe et répond aux thérapies existantes, " il a dit.
"L'ubiquitination est également une cible prometteuse pour le développement de nouveaux médicaments. L'écrêtage de l'ubiquitine sera un aspect essentiel de la recherche de découverte de médicaments de mon équipe.
"C'est excitant que les chercheurs australiens soient parmi les premiers au monde à avoir accès à l'écrêtage de l'ubiquitine, et j'ai hâte de voir la technique sous-tendre de nombreuses découvertes passionnantes, y compris grâce à nos collaborations avec d'autres groupes de recherche."
