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Les scientifiques ont découvert la structure d'un réseau des protéines qui aident à régler la durée de vie utile des cellules

Les scientifiques au centre de lutte contre le cancer commémoratif de Sloan-Kettering (MSKCC) ont découvert la structure d'un réseau des protéines qui aident à régler la durée de vie utile des cellules. La compréhension de la disposition matérielle du réseau est une étape importante vers apprendre son fonctionnement précis, et en trouvant des moyens de rectifier des vices de procédure dans le système qui pourrait mener au cancer.

Utilisant la cristallographie de rayon X, les chercheurs recensés comment une protéine, une molécule appelée le petit modificateur lié à l'ubiquitine (SUMO-1), est branchée ou « ont conjugué » à une autre molécule dans le composé. Les découvertes, rapportées pendant le 2 juin 2005, édition de nature, offrent le premier regard complet à la structure de ces molécules pendant qu'elles sont pensées pour exister dans la cellule.

La « compréhension de ce procédé pourrait être importante dans beaucoup d'opérations physiologiques qui sont perturbées dans le cancer -- y compris la réplication de l'ADN sujette aux erreurs, la ségrégation de chromosome, la réaction des cellules à la tension, et des réactions normales de signalisation, » a dit Christopher Lima, PhD, un biologiste structurel à l'institut de Sloan-Kettering et auteur important de l'étude.

Tandis qu'il n'y a aucune preuve directe que la SUMO est importante dans le cancer, la recherche propose qu'il soit nécessaire pour l'assortiment normal des chromosomes juste avant qu'une cellule se divise. Les cellules de levure qui manquent de la SUMO ne peuvent pas avec succès se diviser, M. Lima ont noté.

Puisque le cancer est caractérisé par la division de cellules non réprimée, la preuve du fonctionnement de la sumo pourrait potentiellement fournir des traitements anticancéreux nouveaux. « Si le sumoylation (quand des attaches de SUMO à une protéine) promeut la division cellulaire, puis les inhibiteurs de la SUMO peuvent être un agent assez bon pour bloquer le cycle cellulaire, » a dit M. Lima.

Le chercheur post-doctoral David Reverter, PhD, a collaboré avec M. Lima sur le travail et est le premier auteur sur le papier de nature.

La SUMO a été appelée « un cousin mystérieux » de l'ubiquitine, une protéine d'intérêt croissant aux cancérologues. Les deux molécules ont les structures remarquablement assimilées, bien qu'elles effectuent différentes tâches en cellules.

L'ubiquitine agit en tant que tatouage chimique au lequel les repères ont nui ou les protéines périmées pour la destruction par un composé de protéine dans la cellule appelée le protéasome. Les chercheurs de cancer sont devenus particulièrement intéressés par l'ubiquitine avec la découverte qu'elle étiquette et règle beaucoup de protéines de cycle cellulaire pour la destruction. Une de ces protéines est p53, un « suppresseur de tumeur » cela, en fonctionnant correctement, peut éviter la croissance des cellules d'emballement. En ubiquitine normale de cellules marque p53 pour la destruction. Mais en cellules avec l'ADN endommagé, p53 élude l'obtention étiqueté avec de l'ubiquitine pour permettre son accumulation, de ce fait permettant à la protéine de l'éliminateur p53 d'étouffer la formation des tumeurs.

Trois scientifiques -- deux Israéliens et un Américain -- ont été attribués le prix 2004 Nobel en chimie pour leur apparence de travail que l'ubiquitine marque d'autres protéines pour la destruction.

SUMO-1 ne semble pas marquer d'autres protéines pour la destruction. Il semble au lieu modifier leur fonctionnement dans différentes voies, peut-être même en évitant l'étiquetage d'ubiquitine. Toujours, il y a assez de similitudes entre la conjugaison de la SUMO et l'ubiquitine que les dernières découvertes pourraient aider des chercheurs à comprendre les deux. « Le réseau structurel a indiqué un mécanisme qui peut être important dans le procédé réglementaire dans les voies de SUMO et d'ubiquitine ; voies qui doivent fonctionner correctement pour la division cellulaire normale, » M. Lima a dit.

Le composé décrit par le jeu rouleau-tambour. Lima et Reverter comprend SUMO-1, un substrat, et deux autres protéines, E2 appelé et E3. SUMO des tiges E2 aux molécules-cible, alors qu'E3 est un genre de médiateur chimique, portant des objectifs assez étroitement à la SUMO pour faciliter gripper.

« Les activités E3 sont quelque peu mystérieuses, » M. Lima a dit. « Elles stimulent la conjugaison, mais comment elles font restent ainsi peu claires. Une avancée majeure dans cette étude était le développement des analyses quantitatives qui nous ont permises de développer un modèle plus sophistiqué pour l'activité E3, » M. Lima a dit. « Ce modèle a des implications grandes pour le fonctionnement d'E3s dans toutes les ubiquitine et conjugaison comme une ubiquitine. »

M. Nikola Pavletich, Président du programme structurel de biologie à l'institut de Sloan-Kettering, et à un expert en matière d'ubiquitine, a dit que le dernier travail « nous a donné une vue neuve et une compréhension détaillée » du procédé du sumoylation et devrait mener à une meilleure prise de SUMO et d'ubiquitine. Le « recensement des rôles complémentaires du sumoylation peut bien nous fournir les objectifs neufs pour empêcher la protéine et les agents thérapeutiques pour le cancer et d'autres conditions dans lesquels la SUMO est impliquée. »

L'étude jette également la lumière sur un aspect mal compris de transmission cellulaire. Les chercheurs de MSKCC croient que le composé de protéine qu'ils ont observé est assemblé aux composés nucléaires de pore, les portails qui branchent le noyau au cytoplasme au-delà. Ces conduits permettent le transfert de données les deux à et du noyau, et sont indispensables au fonctionnement correcte de cellules.

« La prochaine opération dans cette recherche est de sonder l'importance des contacts observés en notre structure avec les activités biochimiques et les effets sur la cellule lui-même de perturber ces contacts, » M. Lima a dit. Lui et ses collègues étudient maintenant ces interactions en levure.