Des chercheurs de la Northwestern University ont cartographié un groupe de protéines qui jouent un rôle essentiel à la fois dans l'expression des gènes et dans la réparation de l'ADN endommagé. En comprenant ce complexe protéique, appelé SWI/SNF, les chercheurs espèrent mieux comprendre comment le cancer survient.

SWI/SNF régule la structure de la chromatine, qui comprend du matériel génétique dans le noyau d'une cellule et mute souvent à mesure que le cancer se développe.

"Des mutations de ce complexe essentiel ont été trouvées dans plus de 20 pour cent de tous les cancers humains associés à un large éventail de types de tissus, " a déclaré Yuan He de Northwestern, qui a dirigé l'étude. "La compréhension du mécanisme moléculaire du complexe SWI/SNF dans la régulation de la structure de la chromatine et de la transcription des gènes est donc essentielle pour une compréhension complète de la façon dont les altérations de la structure de la chromatine conduisent au cancer."

L'article a été publié aujourd'hui dans la revue La nature . Yuan He est professeur adjoint de biosciences moléculaires au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern.

Pour déterminer la structure unique, le laboratoire He a utilisé la microscopie électronique cryogénique (cryo-EM), une technique puissante capable de révéler la forme 3-D de grands complexes protéiques. La technique implique la congélation rapide des protéines à une vitesse à laquelle les molécules d'eau n'ont pas le temps de se réorganiser pour former de la glace cristalline. Ces complexes protéiques sont ensuite directement imagés au microscope électronique, et leur forme 3-D peut ensuite être reconstruite en 3-D à l'aide d'un cluster de supercalcul. Avant cryo-EM, les chercheurs ont principalement utilisé la cristallographie aux rayons X, qui est incapable de capturer des images à haute résolution de complexes importants comme celui-ci.

Cette étude historique est la première fois que des chercheurs utilisent la cryo-EM pour déterminer la structure SWI/SNF liée à un nucléosome, à une résolution proche de l'atome. "La cryo-EM est une technique révolutionnaire, " a déclaré Carole LaBonne, président du Département de biosciences moléculaires. « Il prend le relais dans le domaine critique de la biologie structurale. Chaque grande université de recherche fait des investissements majeurs dans ce domaine car il est clair qu'il détient la clé pour résoudre de nombreuses questions sans réponse en science biomédicale.

Le professeur Yuan He a expliqué que la structure permettra aux chercheurs de cartographier et de rationaliser les mutations liées au cancer dans le complexe SWI/SNF humain.

Il a ajouté que l'étude fournira la plate-forme moléculaire pour mieux comprendre les fonctions importantes de SWI/SNF dans les états sains et cancéreux, ainsi que pour développer des stratégies thérapeutiques potentielles pour les malignités humaines.

"Notre étude donne un aperçu de la façon dont le complexe supprime le développement tumoral, " Il a dit. " Et cela pourrait contribuer au développement de thérapies pour les cancers hébergeant des mutations dans les gènes codant pour le complexe SWI/SNF. "