L'assemblage d'une particule de voûte sur un polyribosome. La gauche montre le début du processus où quatre dimères de protéines sont réunis sur le polyribosome. Au centre, la moitié de la voûte a été formée et à droite, la voûte terminée se détache du polyribosome.
(Phys.org) —Dans les années 1980, le professeur Leonard Rome et sa boursière alors postdoctorale Nancy Kedersha ont fait une percée dans la biologie cellulaire lorsqu'ils ont découvert des voûtes, nanoparticules naturelles – d'une taille mesurée en nanomètres (1 nanomètre =1 milliardième de mètre) – qui sont composées principalement de protéines et se comptent par milliers à l'intérieur de chaque cellule du corps.
Dans les décennies qui ont suivi, L'équipe de Rome a découvert comment former des voûtes en laboratoire en utilisant les protéines qui les composent. Alors que les voûtes naturelles contiennent d'autres éléments, L'équipe de Rome en a construit des vides, ce qui leur a finalement permis de poursuivre l'idée d'insérer des molécules médicamenteuses dans des coffres. Ceux-ci pourraient ensuite être mis dans du sérum, injecté aux patients, et dirigés vers des cellules spécifiques où ils libèrent les médicaments. Ainsi, les chambres fortes sont développées comme un système de livraison de médicaments très précis qui est en cours de commercialisation.
Mais une question à laquelle Rome et son équipe n'ont pas pu répondre était de savoir comment les voûtes naturelles se sont formées à l'origine à l'intérieur des cellules. Maintenant, Rome et ses collaborateurs du California NanoSystems Institute de l'UCLA semblent avoir résolu ce mystère.
Dans une étude publiée en ligne aujourd'hui dans la revue ACS Nano , L'équipe de Rome, dirigé par le premier auteur et chercheur postdoctoral Jan Mrazek, rapportent des données qui suggèrent que les polyribosomes, de petites machines moléculaires qui lisent les informations génétiques et forment des protéines à l'intérieur des cellules, fonctionnent comme des imprimantes 3D pour créer et lier ensemble des protéines et les former correctement dans des coffres. (Regardez une brève explication animée de son fonctionnement.)
"Cette idée a besoin d'autres recherches et confirmations, mais c'est un modèle très élégant et nous sommes convaincus qu'il explique comment se forment les voûtes, " dit Rome, qui est directeur associé du California NanoSystems Institute. "Si le modèle est correct, il révèle quelque chose de nouveau en biologie cellulaire :ce polyribosome connu depuis 50 ans a une fonction jusqu'alors inconnue. À savoir, il orchestre l'assemblage de complexes macromoléculaires tels que des voûtes, et d'autres structures dans une cellule qui sont constituées de plusieurs protéines."
Mrazek a déclaré que cette fonction possible des polyribosomes peut également fournir une nouvelle compréhension de l'agrégation des protéines, qui est un amas de protéines déformées qui se produit dans des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, Parkinson et Lou Gehrig.
"Si une protéine n'est pas fabriquée correctement, il est possible que ces déformations puissent altérer l'assemblage guidé des macromolécules par les polyribosomes, " dit Mrazek. " Une fois que vous aurez compris qu'il y a une machine dans la cellule qui dirige la formation de ces complexes macromoléculaires, vous pouvez voir où les choses pourraient mal tourner avec cette machine. En étudiant la nanotechnologie, nous avons révélé quelque chose d'inconnu sur la biologie cellulaire de base qui pourrait avoir des implications plus larges. »
