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La fonction de nombreuses protéines reste incertaine

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Publié le vendredi, 01 décembre 2017

L’ADN de chaque organisme détient les plans de fabrication de l’ensemble des protéines dont il a besoin pour ses processus métaboliques. Même si les chercheurs visualisent déjà ces plans pour la plupart des protéines, ils ignorent encore la fonction que beaucoup d’entre elles exercent dans l’organisme.

Une équipe interdisciplinaire, composée de scientifiques en recherche expérimentale et en statistique du Centre du Luxembourg pour la biomédecine des systèmes (Luxembourg Centre for Systems Biomedicine, LCSB) de l’université du Luxembourg, a désormais quantifié et caractérisé de manière systématique l’ampleur de ce manque de connaissances. Plus spécifiquement, un effort sans précédent a été fourni pour prédire combien de protéines, parmi celles qui ont une fonction inconnue, sont des enzymes. Ces protéines spécialisées sont à l’origine des milliers de réactions chimiques qui se produisent en permanence dans les cellules vivantes. Le Dr Carole Linster, responsable de l’unité de recherche « Enzymologie et Métabolisme » du LCSB, a déclaré, « Nous avons constaté qu’environ 30 % des protéines “inconnues” qui se trouvent, par exemple, dans la levure et dans le corps humain, sont des enzymes dont nous ignorons le rôle dans les cellules ou dans l’organisme dans son ensemble. » L’équipe a publié ses résultats dans le journal scientifique « Nucleic Acids Research » (DOI:10.1093/nar/gkx937).

Beaucoup de maladies, en particulier les maladies métaboliques héréditaires, sont associées à un défaut génétique qui se traduit par le mauvais repliement voire l’absence totale de certaines enzymes. Les chercheurs espèrent donc mieux comprendre l’apparition et les facteurs déclencheurs de ces maladies grâce à l’analyse des séquences de gènes - schémas génétiques de ces enzymes. Grâce aux techniques modernes de séquençage, il est déjà possible de décoder un génome entier, soit l’intégralité de l’ADN d’un organisme, rapidement et de manière abordable. Cependant, les scientifiques sont conscients que leurs connaissances sont loin d’être exhaustives.

L’équipe du LCSB quantifie les zones d’ombres sur la carte des protéines

Le Dr Linster, qui a dirigé l’étude, explique que « jusqu’à présent, nous avons décodé des milliers de génomes de plusieurs espèces différentes et nous savons en quelles protéines ils se traduisent. Mais, nos analyses nous ont montré que, lorsqu’il s’agit de les comprendre, il y a encore énormément de zones d’ombres sur la carte des protéines. Même dans les organismes qui ont fait l’objet d’études intensives pendant des années, nous ne sommes pas sûrs de la fonction d’environ un tiers des protéines produites dans l’organisme. »

La biochimiste fait une analogie sur ce déficit de connaissance avec un archéologue ayant trouvé une écriture ancienne : « Même si le chercheur peut décoder les lettres individuellement, cela ne veut pas automatiquement dire qu’il peut comprendre le message qui a été écrit. Pour cela, il doit d’abord découvrir la signification de chaque mot. » Cette situation est très similaire à celle des chercheurs qui étudient les causes des maladies génétiques rares. « Si nous voulons savoir comment les défauts génétiques spécifiques affectent un organisme, il ne suffit pas de savoir quelles lettres ont été modifiées dans les séquences de gènes des protéines mutées. Nous devons savoir quelles sont les fonctions de ces protéines dans l’organisme afin de comprendre comment leur carence peut se transformer en maladie. » Par conséquent, la prochaine étape que Dr Linster et ses collègues souhaitent franchir est l’étude approfondie du rôle d’un certain nombre de ces protéines mal comprises et de contribuer ainsi à combler progressivement le manque de connaissance à ce sujet.

 

Copyright: Université du Luxembourg/Michel Brumat