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Les scientifiques créent des protéines qui ne communiquent pas avec d'autres molécules

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Les cellules de notre corps communiquent des messages importants via des interactions entre les protéines. Pour que ces messages soient véhiculés de manière claire et précise, chaque protéine doit parler à un seul autre partenaire, éliminant ainsi toute diaphonie avec d'autres protéines similaires.

Une nouvelle étude du MIT a dévoilé comment la diaphonie entre ces protéines peut être évitée en utilisant des cellules. En outre, l'étude a également montré qu'il existe de nombreuses autres interactions potentielles entre les protéines que les cellules n'ont pas encore utilisées.

Cela pourrait aider les biologistes synthétiques à créer de nouvelles paires de protéines pour agir comme des circuits artificiels - ce qui serait utile pour diagnostiquer les maladies.

CONNEXES: UNE PROTÉINE ARTIFICIELLE INCROYABLE OUVRE UN POTENTIEL POUR LES THÉRAPIES À CELLULES INTELLIGENTES

Nouvelle étude et nouvelles combinaisons

Les chercheurs du MIT ont créé de nouvelles paires de protéines de signalisation pour montrer comment celles-ci peuvent être utiles pour relier de nouveaux signaux à de nouvelles sorties en fabriquant des cellules E. coli.

"Grâce à notre approche à haut débit, vous pouvez générer de nombreuses versions orthogonales d'une interaction particulière, ce qui vous permet de voir combien de versions isolées différentes de ce complexe protéique peuvent être construites", a déclaré Conor McClune, étudiant diplômé du MIT et auteur principal de l'étude.

Une équipe dirigée par @conor_mcclune et @ michael_laub8 a développé une méthode pour construire des protéines tout en évitant la diaphonie avec les molécules existantes. De telles voies de signalisation conçues pourraient offrir de nouvelles façons de construire des circuits de biologie synthétique: https://t.co/lxk21wxC6npic.twitter.com/olTkVZeqeG

- MIT Biology (@MITBiology) 23 octobre 2019

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé une voie de signalisation à deux composants que l'on trouve dans les bactéries. Ces voies ont évolué grâce à un processus qui permet aux cellules de dupliquer des gènes pour signaler les protéines qu'elles possèdent déjà. Ensuite, ils les font muter et finissent par créer des groupements de protéines similaires.

«Il est intrinsèquement avantageux pour les organismes de pouvoir étendre ce petit nombre de familles de signalisation de manière assez spectaculaire, mais cela court le risque d'avoir une diaphonie entre ces systèmes qui sont tous très similaires», a déclaré Michael Laub, professeur au MIT de Biologie et auteur principal de l'étude.

Laub a poursuivi: "Cela devient alors un défi intéressant pour les cellules: comment maintenez-vous la fidélité du flux d'informations, et comment coupler des entrées spécifiques à des sorties spécifiques?"

Enfin, Laub a déclaré: "Ce que nous avons constaté, c'est qu'il est assez facile de trouver des combinaisons qui fonctionnent, où deux protéines interagissent pour transduire un signal, et elles ne parlent à rien d'autre à l'intérieur de la cellule."

La biologie de synthèse

L'étude contribue également à une nouvelle stratégie de création de circuits synthétiques. L'une des applications pourrait être la conception de circuits qui remarquent la présence d'autres microbes. Ces circuits pourraient s'avérer utiles lors de la création de bactéries probiotiques, ce qui permet de diagnostiquer les maladies infectieuses.

«Les bactéries peuvent être conçues pour détecter et répondre à leur environnement, avec des applications répandues telles que les bactéries intestinales« intelligentes »qui pourraient diagnostiquer et traiter l'inflammation, le diabète ou le cancer, ou les microbes du sol qui maintiennent des niveaux d'azote appropriés et éliminent le besoin d'engrais, », a déclaré Jeffrey Tabor, professeur agrégé de bio-ingénierie et de biosciences à l'Université Rice.

Tabor a poursuivi: "Pour construire de telles bactéries, les biologistes synthétiques ont besoin de 'capteurs' codés génétiquement."

En outre, si elle est adaptée pour une utilisation dans des cellules humaines, l'approche de la nouvelle étude pourrait également aider les biologistes à concevoir de nouvelles façons de créer des cellules T humaines, qui détruisent les cellules cancéreuses.

L'étude a été publiée mercredi dans La nature.


Voir la vidéo: Émission du 17 septembre 2016 - FUTUREMAG - ARTE (Juin 2022).