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Posté par Isabelle le Mercredi 24/12/2008 à 00:00
Les « nanomachines » de notre corps mieux comprises
Une découverte par des biophysiciens canadiens et américains promet d’améliorer notre connaissance des canaux ioniques, de petites « nanomachines » ou « nanovalves » présentes dans notre corps et dont le dérèglement peut entraîner des maladies génétiques qui s’attaquent aux muscles, au système nerveux central et au cœur.


Représentation 3D d'une cellule

Selon une étude publiée dans le dernier numéro de la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), des chercheurs de l’Université de Montréal et de l’Université de Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à 1 280 kilomètres à l'ouest de New York et à plus de 3 200 kilomètres au nord-est de Los...) ont mis au point (Graphie) une méthode unique pour détecter le mouvement de chacune des protéines qui contrôlent l’échange ionique entre les cellules et leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la...).

Ces protéines s’ouvrent et se ferment un peu à la façon d’un iris de caméra, contrôlant ainsi le mouvement des ions entre les cellules et leur environnement, lequel permet de transmettre des signaux électriques le long des cellules nerveuses.

Ces petites valves sont environ un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il vaut un millier...) de fois plus petites que la pupille (Dans l'œil, la pupille est le trou situé au milieu de l'iris. Il nous apparaît noir étant donné que la majorité de la lumière entrant à...) de l’œil humain. La nouvelle technique permettra aux scientifiques de mesurer un canal ionique à la fois, et d’étudier les modes de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) de différentes parties des canaux ioniques entre elles.

L’équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) est dirigée par le professeur Rikard Blunck, qui a été recruté par le Département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) de l’Université de Montréal depuis l’Université de Californie à Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique. Les Américains l'appellent...) pour devenir titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les mécanismes moléculaires des protéines membranaires. Elle inclue également Hugo McGuire, étudiant à la maitrise à l’Université de Montréal, ainsi que des collaborateurs de l’Université de Chicago, Francisco Bezanilla et H. Clark Hyde.

« Notre découverte fera progresser la connaissance de base des canaux ioniques. Ces protéines membranaires représentent une cible de choix pour les médicaments, puisqu’elles jouent un rôle central dans l’ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) du corps et que les mutations de leurs gènes sont à l’origine de nombreuses maladies génétiques graves », explique le Dr Blunck, qui est également membre du Groupe d'étude des protéines membranaires, un groupe de chercheurs multidisciplinaire qui étudie les fonctions des protéines et leurs rôles dans les systèmes physiologiques.

Structure et mouvement des canaux ioniques

Cette étude est importante puisque de nombreux chercheurs en biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils d'observations des phénomènes physiques sont appliqués aux molécules...) travaillent à mieux comprendre la structure et le mouvement des canaux ioniques, le mauvais fonctionnement de ces canaux étant en cause dans un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de maladies.

Dans le cadre de cette étude, l’équipe a étudié des canaux potassiques constitués de quatre sous-unités identiques, qui forment dans la membrane un pore qui s’ouvre et se ferme de façon à permettre ou bloquer la conduction ionique.

Les chercheurs ont ainsi mis un terme à un long débat dans le domaine: les quatre sous-unités d’un canal K+ fonctionnent-elles de manière indépendante ou de concert? Pour répondre à cette question, les physiciens ont mis au point une technique de spectroscopie de fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut...) qui permet de distinguer les sous-unités et par là, pour la première fois, de suivre le mouvement de chacune des quatre sous-unités, une information qui était perdue lors des mesures antérieures.

Ils ont découvert que les quatre molécules agissent ensemble, ce qui explique pourquoi on ne distingue pas d’étapes intermédiaires lorsque l’on mesure le courant électrique au cours d’expériences électrophysiologiques.

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Source: Université de Montréal
Illustration: CNRS