Une étude récemment publiée du RPTU Kaiserslautern-Landau révèle qu’un seul groupe fer-soufre est essentiel au bon assemblage des ribosomes dans les cellules. Cette découverte fait progresser considérablement notre compréhension des rôles des ions métalliques dans la production de protéines et la fonction cellulaire. Les résultats, publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, démontrent que la perturbation de ce groupe altère directement la fonction des ribosomes, interrompant ainsi la synthèse des protéines.
Ribosomes et rôle des ions métalliques
Les ribosomes sont la machinerie cellulaire responsable de la création des protéines, les bêtes de somme de la vie. Les ions métalliques, en particulier le fer, jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques, notamment la production d’énergie et la réparation de l’ADN. Les chercheurs du RPTU ont maintenant identifié qu’un groupe spécifique de fer-soufre est essentiel à l’assemblage des ribosomes lui-même.
La protéine Mak16 et son cluster fer-soufre
L’étude s’est concentrée sur la protéine Mak16, un élément clé dans la production de ribosomes. Les chercheurs ont découvert que Mak16 est stable et fonctionne correctement uniquement lorsqu’il contient l’amas fer-soufre [4Fe-4S], une structure composée de quatre atomes de fer et de quatre atomes de soufre disposés selon un motif cubique. Sans ce cluster, la production de ribosomes s’effondre complètement.
Comment fonctionne le cluster
Mak16 contient une poche conçue pour maintenir le cluster [4Fe-4S] en place, stabilisé par quatre acides aminés cystéine. L’équipe de recherche a créé des versions modifiées de Mak16, une avec le cluster intact et une sans, pour démontrer l’importance du cluster. En utilisant une technique appelée immunoprécipitation, ils ont montré que seule la version intacte pouvait se lier de manière fiable à sa protéine partenaire, Rpf1.
Conséquences de l’absence de cluster
Lorsque le cluster est manquant, les ribosomes ne parviennent pas à s’assembler correctement. Les expériences sur les cellules de levure ont confirmé que la production d’ARNr et la maturation des ribosomes dépendent directement de la présence du cluster [4Fe-4S] dans Mak16.
Validation de l’identité du cluster
Les chercheurs ont utilisé des techniques spectroscopiques avancées pour confirmer la composition de l’amas. La spectroscopie de résonance électronique de spin (RPE) a révélé la présence d’ions fer, tandis que la spectroscopie Mössbauer a analysé avec précision la façon dont les atomes de fer sont liés dans la structure protéique.
Sensibilité des clusters et stress cellulaire
Le cluster [4Fe-4S] est très sensible au stress oxydatif. S’il se désintègre, la production de ribosomes s’arrête. Cela suggère que le cluster agit également comme un capteur, signalant à la cellule lorsque la production de protéines doit être réduite.
Implications pour la biologie cellulaire
Cette découverte élargit notre compréhension de la manière dont les cellules contrôlent la production de protéines et réagissent au stress. Les perturbations de ces processus peuvent entraîner des problèmes de synthèse protéique ou de fonction cellulaire. La recherche met en évidence le rôle critique des ions métalliques dans les processus cellulaires fondamentaux
