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Les chercheurs de CNIC développent le modèle de souris pour examiner le fonctionnement mécanique des protéines

La mécanique moléculaire du groupe de système cardio-vasculaire chez Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), aboutie par Jorge Alegre Cebollada, en partenariat avec une équipe scientifique internationale, a produit du premier modèle expérimental de souris qui permet l'analyse directe du fonctionnement mécanique des protéines aux organismes vivants.

Le modèle, aujourd'hui publié dans des transmissions de nature, est basé sur la mise en place du magasin génétique de HaloTag-TEV dans le titin, une des protéines responsables de l'élasticité de squelettique et le muscle cardiaque.

Le magasin de HaloTag-TEV combine trois propriétés principales. M. Alegre a expliqué : « Grâce à l'introduction de ce magasin dans le gène, nous pouvons marquer fluorescent la protéine, qui le rend facile de suivre le magasin et de voir où elle s'est insérée correctement. »

Mais ce n'est pas tout : « Le magasin comprend un objectif pour le lysis spécifique de protéine, de sorte que le fonctionnement mécanique de la protéine cible puisse être interrompu d'une façon réglée à n'importe quel moment désiré, nous permettant d'étudier l'effet de cette interruption. » En conclusion, le magasin « fournit une voie d'ancrer la protéine d'isolement sur des surfaces, activant l'étude de ses propriétés mécaniques par des techniques d'unique-molécule. »

Toute la ceci aide à déterminer une passerelle entre la modulation des propriétés mécaniques de protéine et observer les conséquences de cette modulation à un niveau cellulaire. »

Jorge Alegre Cebollada, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (F.S.P.)

Il est réputé que les cellules et les organismes vivants qu'elles forment répondent aux changements de l'environnement. Mais parmi les conditions environnementales auxquelles les êtres vivants doivent s'adapter, les forces purement mécaniques qui agissent continuellement sur elles sont souvent négligées.

« Cette relation entre les cellules et les éléments mécaniques de leur environnement est extrêmement importante, et explique beaucoup de phénomènes liés à la maladie, telle que la métastase de cancer et l'athérosclérose, qui est à la base de plusieurs états cardiovasculaires. »

Au cours des dernières décennies, le développement des technologies neuves a permis l'étude du comportement mécanique des protéines, qui est responsable au niveau moléculaire de la capacité des cellules de détecter et produire des forces.

Ces techniques ont activé la caractérisation des propriétés mécaniques de différentes molécules, étudiées un, et ceci a la connaissance transformée au sujet de la relation entre la force et les molécules biologiques.

Cependant, la compréhension comment cette relation fonctionne dans l'environnement indigène de la cellule n'était jusqu'ici pas possible.

L'histoire ne s'arrête pas avec le titin. Le magasin de HaloTag-TEV peut être inséré dans d'autres protéines avec un fonctionnement mécanique, de sorte qu'à l'avenir il ait pu être employé pour étudier d'autres systèmes, y compris ceux liés à divers musculaire et aux troubles cardiaques.

Source:
Journal reference:

Rivas-Pardo, J.A., et al (2020) A HaloTag-TEV genetic cassette for mechanical phenotyping of proteins from tissues. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-15465-9.