« DEUX PRÉCAUTIONS valent mieux qu’une », dit-on. Les cellules l’avaient compris bien avant nous. Parce qu’elles devaient éviter les fréquentes erreurs de synthèse protéique aux conséquences parfois graves. L’équipe de Michaël Ibba (Ohio, États-Unis) s’est donc intéressée aux systèmes de vérification cellulaire. Après la mise en évidence d’un premier contrôle qualité, elle vient d’en découvrir un second. Qui succède au premier, chronologiquement.
Les travaux de l’équipe américaine ont été conduits avec un objectif : certaines affections neurodégénératives sont vraisemblablement dues à de telles anomalies protéiques. En comprendre le mécanisme c’est ouvrir une voie de recherche thérapeutique. Et comme l’étude a été menée chez Escherichia coli, l’antibiothérapie pourrait également en tirer profit.
Une seule erreur pour 10 000 liaisons.
Leurs travaux antérieurs avaient montré le rôle d’une enzyme, la phénylalanyl-tARN synthétase (PheRS) dans le contrôle qualité. Elle sélectionne correctement les acides aminés qui seront liés les uns aux autres. Ils sont ensuite fixés sur une molécule adaptatrice qui permet la mise en place du processus de construction de la protéine. Les chercheurs pensaient que cette « correction des épreuves » (comme il la nomme) était la seule vérification au cours de la synthèse protéique. Ils se disaient aussi que si une simple erreur échappait à ce stade, elle devenait irréversible, conduisant à une synthèse erronée. En fait, des études antérieures ont montré que, en moyenne, entre acides aminés. M. Ibba et coll. se sont donc dits « on a dû louper quelque chose ». Ils ont évoqué un second contrôle.
Pour vérifier leur hypothèse ils ont d’abord créé une erreur dans des E. coli, par l’intermédiaire de PheRS. Ils ont ensuite introduit des enzymes qui ne devaient être produites que plus tard dans la synthèse protéique. Un système de contre vérification allait-il se mettre en route ? Surprenante réponse affirmative.
Il existe bien un système de contrôle, mais sous le contrôle de PheRS qui avait elle-même créé l’erreur ! En fait cette enzyme après avoir effectué sa mission, vérifie les traces de son passage. Si besoin, elle élimine l’acide aminé incorrect et le substitue par le bon, au bon endroit. PheRS rattrape les erreurs dont elle est responsable.
Au niveau de l’antibiothérapie, puisque nombre de molécules visent la production protéique, cette découverte fournit de nouvelles possibilités de bloquer la croissance bactérienne. Mais au-delà des éventualités thérapeutiques, le travail américain pose aussi des questions : ces enzymes ne fonctionnent pas de façon isolée, quelles sont leurs interactions ? Que se passe-t-il quand des protéines mutées échappent au contrôle qualité ? Quelles sont les conséquences précises de ces mutations.
Molecular Cell, 13 mars 2009.
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