C'est un processus en deux étapes qui accélère la cristallisation. Crédit :Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory, J. Herrmann et al./PNAS
De nombreux microbes portent des coquilles cristallines magnifiquement modelées, qui les protègent d'un monde difficile et peuvent même les aider à se nourrir. Des études menées au SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie et à l'Université de Stanford ont révélé ce processus de dévidage des aliments et montré comment les coquilles s'assemblent à partir de blocs de construction de protéines.
Aujourd'hui, la même équipe s'est penchée sur la toute première étape de la construction microbienne de l'enveloppe :la nucléation, où les protéines ondulées se cristallisent en blocs de construction robustes, un peu comme le rock candy cristallise autour d'une ficelle trempée dans du sirop de sucre.
Les résultats, publié aujourd'hui dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , pourrait faire la lumière sur la façon dont les coquilles aident les microbes à interagir avec d'autres organismes et avec leur environnement, et aider également les scientifiques à concevoir des nanostructures auto-assemblantes pour diverses tâches.
Jonathan Hermann, un étudiant diplômé dans le groupe du professeur Soichi Wakatsuki au SLAC et à Stanford, a collaboré avec l'équipe de biologie moléculaire structurelle de la source lumineuse de rayonnement synchrotron de Stanford (SSRL) du SLAC sur l'étude. Ils ont diffusé un puissant faisceau de rayons X sur des molécules de protéines qui flottaient dans une solution pour voir comment les structures atomiques des molécules changeaient au fur et à mesure de leur nucléation en cristaux. Pendant ce temps, d'autres chercheurs ont réalisé une série d'images au microscope électronique cryogénique (cryo-EM) à divers points du processus de nucléation pour montrer ce qui s'est passé au fil du temps.
Dans cette illustration, les cristaux de protéines rejoignent des « tuiles » à six côtés se formant en haut à gauche et à l'extrême droite, partie d'une coque protectrice portée par de nombreux microbes. Une nouvelle étude se concentre sur les premières étapes de la formation des cristaux et aide à expliquer comment les coquilles microbiennes s'assemblent si rapidement. Crédit :Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory
Ils ont découvert que la formation de cristaux se déroule en deux étapes :une extrémité de la molécule de protéine nuclée en cristal tandis que l'autre extrémité, appelé N-terminal, continue de s'agiter. Ensuite, le N-terminal se joint, et la cristallisation est complète. Loin d'être un retardataire, l'extrémité N-terminale accélère en fait l'étape de nucléation initiale, bien que la manière exacte dont elle le fait soit encore inconnue, les chercheurs ont dit - et cela aide à expliquer pourquoi les coquilles microbiennes peuvent se former si rapidement et efficacement.
