Une équipe internationale de scientifiques a découvert comment les machines moléculaires s'assemblent, une découverte qui pourrait conduire à de nouvelles façons de concevoir et de construire des dispositifs à l'échelle nanométrique.

Les chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley, de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) au Japon ont utilisé une combinaison de techniques expérimentales et de simulations informatiques pour étudier l'assemblage de une protéine appelée GroEL. GroEL est une chaperonine, un type de protéine qui aide d’autres protéines à se replier dans leur forme appropriée.

Les chercheurs ont découvert que GroEL s'assemble à travers une série d'étapes séquentielles, chacune étant déclenchée par la liaison de l'ATP, la monnaie énergétique de la cellule. Premièrement, deux sous-unités GroEL se lient pour former un dimère. Ensuite, deux dimères se lient pour former un tétramère. Enfin, deux tétramères se lient pour former le complexe GroEL mature.

Les chercheurs ont également constaté que l’assemblage de GroEL est hautement réglementé. Par exemple, la liaison de l’ATP à GroEL déclenche un changement conformationnel qui expose une surface hydrophobe sur la protéine. Cette surface interagit ensuite avec d’autres protéines, telles que la co-chaperonine GroES, pour les aider à se replier dans leur forme appropriée.

Les chercheurs affirment que leurs découvertes pourraient conduire à de nouvelles façons de concevoir et de construire des dispositifs à l’échelle nanométrique. En comprenant comment les machines moléculaires s'assemblent, les scientifiques pourraient être en mesure de créer de nouveaux matériaux et dispositifs dotés de structures et de fonctions précisément contrôlées.

"Cette recherche offre une nouvelle compréhension de la façon dont les machines moléculaires s'assemblent", a déclaré l'auteur principal, le Dr John Kuriyan, professeur de biologie moléculaire et cellulaire à l'UC Berkeley. "Ces connaissances pourraient conduire à de nouvelles façons de concevoir et de construire des dispositifs à l'échelle nanométrique susceptibles d'avoir un large éventail d'applications, de la médecine à l'énergie."

La recherche a été publiée dans la revue Nature.