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Posté par Adrien le Vendredi 30/09/2011 à 13:45
Une protéine influence la date de péremption des cellules
La durée de vie de nos cellules est déterminée par des éléments présents à l'extrémité des chromosomes, les télomères. A chaque division cellulaire, les télomères subissent une érosion qui se traduit par un signal de vieillissement. Le dépassement d'un seuil critique de raccourcissement enclenche alors un processus de mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la...) cellulaire programmée. Les cellules tumorales, quant à elles, échappent à ce processus, dont il est essentiel de comprendre le fonctionnement. L'équipe de David Shore, à l'Université de Genève (UNIGE), a découvert une protéine capable de réguler la taille des télomères et de les protéger. Le mode d'action de cette molécule a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à...) d'une publication le 27 octobre 2011 dans l'édition en ligne avancée de The EMBO Journal.


Représentation 3D d'une cellule

La plupart de nos cellules sont programmées pour se diviser un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de fois avant de disparaître. Ce processus est régulé au niveau des télomères, des séquences répétitives d'ADN formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est...) l'extrémité des chromosomes. Les télomères raccourcissent un peu à chaque division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la...) jusqu'à atteindre un seuil critique, dont le dépassement déclenche l'entrée en sénescence de la cellule. Le «contrôle qualité» de la cellule est assuré par la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) de ses télomères, qui en déterminent la date de péremption.

Quand le sablier cellulaire se bouche

Divers types de cellules sont toutefois exemptes de ce contrôle. Cela concerne les cellules germinales et les cellules souches, dont la prolifération doit se dérouler sans entrave, ainsi que les cellules tumorales. Cette immortalité relative est notamment due à l'activité de la télomérase, un enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les...) capable de rallonger les extrémités des brins d'ADN. Il est donc crucial de découvrir comment sont régulées la télomérase et la longueur des télomères, afin de pouvoir développer des traitements contre certaines formes de cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle...).

Afin que le sablier cellulaire puisse fonctionner avec précision, les télomères doivent être continuellement entretenus. Protégés par un «capuchon» de protéines, les télomères subissent une érosion contrôlée, fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La paroi de l'ovaire forme le...) d'un équilibre entre l'activité d'enzymes qui les réparent et ceux qui les dégradent. David Shore, membre du Pôle 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 métonymique, la recherche...) national Frontiers in Genetics (Genetics (à ne pas confondre avec le Journal of Genetics) est une revue scientifique américaine de génétique, fondée par George Harrison Shull en 1916. Elle est publiée une fois...), en étudie les mécanismes chez la levure (Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières organiques animales ou végétales. Les levures...), qui sert de modèle pour les cellules de mammifères.

Distinguer les extrémités naturelles de l'ADN

L'équipe du professeur s'est intéressée à une protéine appelée Tbf1, qui jouxte les télomères. «Nous avons découvert que Tbf1 est capable de réguler la taille des télomères et de les protéger, afin qu'ils ne soient pas reconnus comme une cassure (En minéralogie, la cassure désigne l'aspect de la surface d'un minéral qui, après avoir été soumis à une contrainte, se brise en présentant...) du chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément porteur de l'information génétique. Les chromosomes contiennent les gènes et...)», explique David Shore. Cette protéine permet ainsi à la cellule de faire la distinction entre l'extrémité d'un chromosome et celle d'un brin d'ADN ayant subi une cassure accidentelle et devant être réparé.

Les cellules humaines possèdent une protéine homologue de Tbf1, qui interagit de façon similaire avec leurs télomères. Cette molécule joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et...) certainement aussi un rôle protecteur de ces extrémités, car une altération dans sa fonction a été mise en évidence dans certaines formes de cancer.

Une télomérase présente, mais muselée

Cette étude, menée à l'Université de Genève, réservait aussi une surprise. Jusqu'alors, la télomérase était connue pour interagir uniquement avec les télomères, afin de les rallonger. «Nous avons découvert que, en fait, cette enzyme se lie à tous les brins d'ADN endommagés, au site même de la cassure. La télomérase est toutefois inactivée, afin que ces derniers ne soient pas convertis en télomères», note Virginie Ribaud, membre du groupe au Département de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de...) moléculaire. La prochaine étape des chercheurs sera de comprendre de quelle façon l'action de l'enzyme est entravée, comme démontré ici, en cas de danger.

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Source: UNIGE - Université de Genève
Illustration: CNRS