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Une équipe internationale de chercheurs a découvert une méthode plus efficace pour reproduire sur image des protéines, ce qui pourrait conduire à filmer leur fonctionnement à l'échelle moléculaire.
L'équipe de chercheurs, originaires d'Allemagne, de Suède et des États-Unis, s'est basée sur des travaux antérieurs sous la direction de l'un des auteurs de l'étude, le professeur Richard Neutze de l'université de Göteborg, l'un des premiers à reproduire sur image des protéines en utilisant des rayons X courts et intensifs. Les scientifiques peuvent reconstituer la structure de protéines et leur comportement dans les cellules, pour pouvoir découvrir des remèdes aux maladies graves telles que le cancer et le paludisme.
Leur nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Methods, teste une méthode sur un nouveau type de protéines, et les résultats sont prometteurs pour de futures expériences. L'équipe a étudié une protéine membranaire similaire à une bactérie qui vit à l'abri de la lumière du soleil. Il est important d'étudier les protéines membranaires, car elles transportent des substances à travers la membrane cellulaire et sont responsables de la communication avec l'entourage de la cellule et les autres cellules.
L'auteur principal de l'étude, Linda Johansson, de l'université suédoise, commente : «Nous avons réussi à créer un modèle sur le fonctionnement de la protéine. La prochaine étape est de filmer cela pour que nous puissions étudier les différentes fonctions de la protéine, par exemple son comportement pendant la photosynthèse. Pour simplifier, nous avons développé une nouvelle méthode pour créer de petits cristaux de protéines. Nous avons démontré qu'il est possible d'utiliser de petits cristaux de protéines pour déterminer la structure d'une protéine membranaire.»
Deux difficultés se posent pour la reproduction sur image des protéines : la première est qu'il faut créer des cristaux de protéines ayant la bonne taille, et la seconde est de les irradier de telle manière qu'ils ne se désintègrent pas. Bien que la Suède possède une installation de rayonnement de rayons X générés par synchrotrons à l'université de Lund, ce type de technologie n'est pas assez intense en lumière, et nécessite alors de grands cristaux de protéines qui prennent beaucoup de temps à produire. Pour surmonter cela, le professeur Neutze a décidé d'essayer de reproduire sur image de petits échantillons de protéines en utilisant des lasers à électrons libres qui émettent des rayons X intensifs en de très courtes impulsions, plus courtes que le temps nécessaire à la lumière pour se déplacer sur une distance équivalente à la taille d'un cheveu humain. Heureusement, les partenaires de recherche de Californie ont pu offrir une installation rentable.
«La production de petits cristaux de protéines est simple et prend moins de temps, et cette méthode est plus rapide», continue Linda Johansson. «Nous espérons qu'elle sera la norme dans les années à venir. Des installations laser à électrons libres sont actuellement en construction en Suisse, au Japon et en Allemagne.»
Une découverte importante était que très peu d'images sont nécessaires pour reconstituer la protéine, par rapport à ce que les chercheurs pensaient. Un laser à électrons libres permet de produire près de 60 images à la seconde, ce qui signifie que l'équipe a plus de 365 000 images à sa disposition. Mais il a fallu près de 265 images pour créer un modèle tridimensionnel de la protéine.
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