Étudier les interactions entre protéines humaines pour comprendre le fonctionnement de nos cellules

Voici comment je pourrais traduire le titre de mon sujet de recherche pour que la plupart d’entre nous le comprennent, le titre original étant quasi incompréhensible pour un être humain normalement constitué. Je vais tenter de vous l’expliquer dans ce premier numéro de « mon doctorat pour les nuls ».

Mon travail s’intéresse au fonctionnement des cellules humaines. Elles peuvent être comparées à une immense usine. Comme n’importe quelle usine, nos cellules sont composées de différentes machines ayant chacune un rôle déterminé. Comme en science on aime bien les noms compliqués, à la place de parler de machine on parle de protéine.
Donc pour faire simple ET scientifique : nos cellules sont composées de protéines qui leur permettent de fonctionner.

L’une des protéines (pour commencer simplement) les plus importantes est le ribosome. Il a en effet pour rôle de fabriquer toutes les autres protéines en traduisant le mode d’emploi de nos cellules. La compréhension de son fonctionnement et de sa fabrication (ou maturation) est tellement importante que l’équipe qui a découvert sa structure en trois dimensions a été récompensée par le prix Nobel de chimie en 2009. On sait donc maintenant à quoi ressemble exactement un ribosome, c’est-à-dire où se situe chaque atome le constituant.

Le ribosome est composé de plusieurs protéines (on parle alors d’un complexe protéique) et d’un autre type de molécule, l’ARN. L’ARN (ou Acide RiboNucléique) est proche d’une molécule plus connue : l’ADN (ou Acide DésoxyRiboNucléique). Les ARN du ribosome vont être les adaptateurs entre le mode d’emploi de nos cellules et les protéines fabriquées, c’est un peu comme pour construire une machine d’usine : il faut bien quelqu’un pour comprendre et traduire les plans de la machine.

La maturation du ribosome est un processus très complexe et pas encore entièrement compris. Nous savons que les ARN et les protéines qui composent le ribosome sont fabriqués (ou synthétisés) et maturés chacun de leur côté. La maturation des ARN du ribosome (ou ARNr, pour ARN ribosomiques), qui est une partie de mon sujet, nécessite l’intervention de nombreux facteurs. Parmi ces facteurs, nous trouvons des complexes qui, comme le ribosome, sont composés d’ARN et de protéines. Ces complexes sont appelés des RNP, pour RiboNucléoProtéine. L’une des RNP les plus importantes pour la maturation des ARNr est la snoRNP (ou small nucleolar RiboNucleoProtein, soit en français : petite RNP du nucléole).

Le rôle des snoRNP au niveau de la maturation des ARNr est tout d’abord de couper un très grand ARNr en 3 plus petits pour obtenir 3 des 4 ARN du ribosome, puis de modifier la chimie de certains composants des ARNr. Cette dernière étape semble très importante puisqu’en l’absence d’un certain nombre d’entre elles, le ribosome ne va plus fonctionner correctement. En cas de grave dysfonctionnement du ribosome, la cellule meurt. Il existe des cas intermédiaires non létaux mais qui sont alors responsables d’un certain type de maladies génétiques : les ribosomopathies.

De même, il est très important pour la cellule de contrôler l’activité du ribosome afin d’éviter que le système ne s’emballe et cause d’autres maladies (notamment certains cancers). Pour cela, il existe des systèmes qui régulent l’activité du ribosome, dont no-
tamment d’autres RNP, les microRNP.

Comme pour les snoRNP, les microRNP sont bien évidemment constituées d’un ARN, le microARN (car de taille très petite) et de protéines. Bien que proches des snoRNP au niveau de leur composition (un ARN + des protéines), les microRNP et les snoRNP sont très différentes tant au niveau de leur maturation que de leur fonction. Si les snoRNP agissent principalement au niveau des ARNr, les microRNP vont agir au niveau du ribosome pour réguler sa fonction.

Toutefois des chercheurs ont récemment montré que ces deux RNP pouvaient être plus proches qu’on ne le pensait. En effet il semble que l’ARN des snoRNP, le snoARN, puisse être maturé en microARN pour donner une microRNP. Ce lien totalement inattendu entre snoRNP et microRNP nous a fait comprendre qu’on ne connaissait peut-être pas encore entièrement le système de maturation de ces RNP, et notamment des microRNP ce qui en fait mon sujet de recherche.

Maintenant vous pouvez normalement comprendre le « véritable » titre de mon sujet de doctorat qui porte sur :

L’étude de la maturation de petit ARN de type microARN à partir d’un snoARN précuseur.

Yoann Abel

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