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Une _molécule-interrupteur_ polyvalente pour les cellules contrôlées par la lumière

Une équipe internationale associant des chercheurs russes, allemands et français (Institut de biologie structurale, CEA/CNRS/Université Joseph Fourier, Grenoble) a réussi à concevoir une « molécule-interrupteur » polyvalente pour les cellules contrôlées par la lumière, en modifiant la structure moléculaire de la pompe ionique KR2, qui permet le transport de sodium à travers les membranes bactériennes.

Ces scientifiques ont en effet réussi à modifier la sélectivité ionique de KR2, transformant cette pompe à sodium en pompe à potassium. Intégrée dans des neurones, la pompe KR2 modifiée pourrait constituer un nouvel outil en optogénétique, champ de recherche à la croisée de l’optique et de la génétique.

Pour parvenir à élucider la structure atomique et le mécanisme d’action de KR2, ces chercheurs de l’Institut de biologie structurale (CEA/CNRS/Université Joseph Fourier, Grenoble), du Moscow Institute of Physics and Technology (Russie) et de l’Institute of Complex Systems (Forschungszentrum Jülich, Allemagne) ont notamment utilisé des techniques de cristallographie à rayons X.

Ils ont ainsi obtenu la reconstitution 3D exacte de la structure atomique de KR2, ainsi que la structure du complexe moléculaire qu’elle forme. Ces résultats sont particulièrement intéressants pour des applications potentielles en optogénétique : un neurone activé revient normalement à un état de repos en laissant sortir des ions potassium à travers des canaux ioniques dans sa membrane. Une pompe potassium KR2 mutée pourrait être utilisée pour « éteindre » à volonté, grâce à des impulsions lumineuses, un neurone actif. Elle constituerait alors un système de contrôle précis à la disposition des chercheurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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