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Les interactions intracellulaires entre protéines enfin dévoilées

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Les interactions intracellulaires entre protéines enfin dévoilées

Lundi, 02/05/2022 - 14:14 0 commentaire
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Depuis longtemps, l'électrodynamique classique et l'électrodynamique quantique avaient prédit l'existence de forces électrodynamiques capables d'attirer les molécules partenaires des réactions biochimiques les unes vers les autres à de grandes distances. Cependant, ces forces avaient jusqu'à présent échappé à la détection expérimentale. Ce n'est plus le cas grâce au travail collaboratif mené par les équipes de Marco Pettini du Centre de physique théorique (Aix-Marseille Université/CNRS/Université de Toulon), Didier Marguet du Centre d’immunologie Marseille-Luminy (CNRS/Inserm/Aix-Marseille Université) et Jérémie Torrès de l'Institut d’électronique et des systèmes (Université de Montpellier/CNRS).

Cette étude est disponible en libre accès dans Science Advances (AAAS) depuis le 16 février 2022. Basée sur une technique expérimentale originale – alliant la spectroscopie TeraHertz en solution aqueuse avec la microscopie de corrélation de fluorescence – et corroborée par des calculs théoriques, cette étude a permis de montrer que l'activation de ces forces électrodynamiques à longue portée ne se produit que lorsque les molécules sont entraînées hors de leur équilibre thermodynamique. Ces interactions, nouvellement découvertes, ont deux caractéristiques importantes : d’une part elles sont sélectives, puisqu'elles nécessitent que les molécules partenaires d'une réaction biochimique soient capables de vibrer à la même fréquence lorsqu'elles sont activées dans un état appelé d’oscillation collective ; d’autre part, elles peuvent agir à une distance d'action des centaines de fois supérieure aux distances d'action des forces connues à ce jour (de courtes distances de moins de dix angströms, soit 10 nanomètres).

Cette découverte de forces entièrement nouvelles agissant entre les biomolécules devrait avoir un impact majeur sur notre compréhension de la dynamique et du fonctionnement des mécanismes moléculaires très complexes à l'œuvre dans les organismes vivants, en répondant à l'une des énigmes les plus déconcertantes de la biologie moléculaire : comment trouver les bonnes molécules au bon endroit, au bon moment et dans la bonne séquence ? Ce travail de recherche promet d’y répondre en apportant un éclairage nouveau sur les mécanismes de recrutement mis en œuvre par les partenaires des réactions biomoléculaires sur de longues distances.

L'enjeu est désormais de savoir comment et quand ces forces sont activées dans les cellules vivantes, soit le thème central d'un projet ambitieux récemment financé par la Commission européenne et mené par les auteurs de l'article : le projet LINkS. Ces premiers résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes d'interaction entre les champs électromagnétiques et la matière vivante. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles applications.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

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