Rebekka Wild Comment les protéines choisissent-elles leurs chaines de glycosaminoglycanes ?

Les glycosaminoglycanes, des accessoires essentiels des protéines

À la surface des cellules animales et humaines se trouvent une grande quantité de protéines appelées « protéoglycanes », qui assurent les réponses de la cellule à l'interaction avec l’environnement qui l’entoure, y compris des molécules messagères (comme les molécules de l’inflammation), les agents pathogènes (comme les virus) et d’autres protéines sur la même cellule ou sur les cellules voisines. Ces protéoglycanes sont capables de réaliser toutes ces fonctions grâce à de longues chaînes de sucres auxquelles elles sont attachées : les glycosaminoglycanes (GAGs). Deux exemples de ces GAGs sont le sulfate d’héparane et le sulfate de chondroïtine qui sont attachés à leurs protéines cibles au cours de la fabrication de celles-ci.

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La synthèse des glycosaminoglycanes 

Une fois les protéines synthétisées en suivant les instructions précises du code génétique, elles doivent être repliées dans la bonne conformation et modifiées (en y ajoutant des GAGs, par exemple) pour devenir des protéoglycanes opérationnels. Cette étape se déroule dans un compartiment de la cellule appelé l’appareil de Golgi. A un endroit bien précis de la protéine, l’ajout des premiers blocs de construction est commun à tous les GAGs. Cependant, la nature de la protéine définira la chaine qui sera accrochée à l’étape suivante, soit une chaîne d’héparane sulfate, soit une chaîne de chondroïtine sulfate. Chacun de ces GAGs requiert des machines moléculaires bien précises pour leur fabrication. L’information pour savoir quel GAG fabriquer doit être contenue quelque part dans la protéine cible, mais où ? Qui décide quelles seront les machines moléculaires à mettre en place pour générer soit une chaîne de sulfate d’héparane soit une chaîne de sulfate de chondroïtine ?

Mais qui est en charge des décisions ? 

Même si les machines moléculaires qui participent à la synthèse des sulfates d’héparane et des sulfates de chondroïtine sont connues, il reste beaucoup à comprendre sur leurs manières d’opérer. Avec son équipe à l’Institut de Biologie Structurale à Grenoble, Rebekka Wild étudiera en détails les deux machines responsables de la production des deux GAGs pour mieux saisir leurs différences. L’équipe sera également en mesure d'observer tout ce système dans son environnement cellulaire : l’appareil de Golgi. Ce projet apportera une compréhension globale de la polymérisation des chaînes de GAGs à toutes les échelles biologiques, des molécules aux cellules, posant ainsi la première pierre des recherches futures sur la fonction des GAGs dans la santé et la maladie.