#Cell #motilitéciliaire #cryo-ME Identification protéines de motilité ciliaire de mammifères par cryo-ME*

"Nous identifions un mécanisme pour combler la périodicité de 48 à 24 nm à travers la paroi des microtubules et montrons que la perte des protéines impliquées provoque des anomalies de la motilité ciliaire et de la latéralité chez le poisson zèbre et la souris"

 

Les doublets de microtubules décorés de dynéine (DMT) sont des composants essentiels de la machine moléculaire oscillatoire des cils, l'axonème, et ont des surfaces luminales modelées périodiquement par des protéines internes des microtubules (MIP). Nous présentons ici un modèle atomique de la répétition de 48 nm d'un DMT de mammifère, dérivé d'une carte de microscopie cryoélectronique (cryo-EM) du complexe isolé de cils respiratoires bovins. La structure révèle les principes de l'organisation des doublets de microtubules et les caractéristiques spécifiques aux cils des vertébrés, y compris des MIP jusqu'alors inconnus, un faisceau luminal de filaments de tektine et un complexe d'amarrage de dynéine pentamérique. Nous identifions un mécanisme pour combler la périodicité de 48 à 24 nm à travers la paroi des microtubules et montrons que la perte des protéines impliquées provoque des anomalies de la motilité ciliaire et de la latéralité chez le poisson zèbre et la souris. Notre structure identifie les gènes candidats pour le diagnostic des ciliopathies et fournit un cadre pour comprendre leurs fonctions dans la motilité ciliaire. Miao Gui, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 28 octobre 2021

*cryo-ME = cryo-microscopie électronique 

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Préparation post : NZ

#Cell #microbiome #génomique Les Analyses à Grande Échelle du Microbiome Humain Révèlent des Milliers de Nouveaux Petits Gènes

Small Proteins = Petites Protéines
Cluster Based on Amino Acid Conservation = Regroupement Basé sur la Conservation des Acides Aminés
Taxonomic Assignement = Attribution Taxonomique
Location = Localisation
Cow Gut = Intestin de la Vache
Putative Function = Fonction Supposée
Antiphage Activities = Activité Antiphagique
Cell-Cell Communication = Communication Intercellulaire
Antimicrobial Activities = Activités Antimicrobiennes

Les Petites protéines sont traditionnellement négligées du fait de la difficulté computationnelle et expérimentale à les détecter. Afin d’identifier les petites protéines de façon systématiques, nous avons réalisé une étude génomique comparative sur 1 773 métagénomes associés à l’homme de quatre sites différents du corps.  Nous décrivons plus de 4000 familles de protéines conservées, nouvelles pour la plupart ; environ 30% de ces familles de protéines sont destinées à être sécrétées ou à être transmembranaires. Plus de 90% des petites familles de protéines ne possèdent pas de domaine connu et presque la moitié d’entre elles ne sont pas représentées dans les génomes de référence. Nous identifions des protéines supposées « domestiques »*, spécifiques aux mammifères, liées à la défense ainsi que des familles de protéines, susceptibles d’être soumises à un transfert horizontal. Nous fournissons des évidences de transcription et de traduction sur un échantillon de ces familles de protéines. Notre étude suggère que les petites protéines sont très abondantes et que celles du microbiome humain, en particulier, peuvent servir à la réalisation de fonctions inconnues jusqu’à présent. Hila Sberro, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 8 août 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

*protéine domestique : protéine qui participe aux processus métaboliques fondamentaux dans presque toutes les cellules d’un organisme multicellulaire. (source: Wikitionnaire)

#Cell #cellule #croissance #ADN #protéines Une Croissance Cellulaire Excessive Cause une Dilution du Cytoplasme et Contribue à la Sénescence

DNA : Cytoplasme = Rapport [ADN/Cytoplasme]
Cell Size = Dimension de la Cellule
Cell Cycle Arrest / Replicative Aging / Senescence = Arrêt du Cycle Cellulaire / Vieillissement Réplicatif / Sénescence
Cell Function and Proliferative Potential = Fonction Cellulaire et Potentiel de Prolifération
RNA and Protein Concentration = Concentration en ARN et Protéine

La dimension des cellules varie beaucoup en fonction des types de cellules, en fonction du type spécifique de cellules et des conditions de croissances toutefois (…). La raison pour laquelle le maintien de la taille d’un type cellulaire spécifique est importante et reste une question peu connue. Ici, nous montrons que la croissance au delà d'une certaine taille de la levure bourgeonnante et des cellules primaires de mammifères connaissent une altération de leur induction génique, de la progression de leur cycle cellulaire ainsi que de leur signalisation. Ces défauts sont dus à une incapacité propre aux cellules de grande taille d’augmenter leur biosynthèse des acides nucléiques et des protéines ; ce qui conduit à une dilution du cytoplasme. Nous montrons ensuite que ce défaut de mise à niveau quantitatif de certains constituants cellulaires, au-delà d’un seuil critique de la dimension de la cellule, est imputable à l’ADN, comme facteur limitant. Sur la base de l’observation selon laquelle les cellules en sénescence sont grandes et présentent beaucoup des phénotypes propres aux cellules de grande taille, nous proposons que le rapport [ADN/cytoplasme] permettant le soutien d’une fonction cellulaire optimale se situe dans un intervalle bien précis et que les taux dépassant les limites de cet intervalle contribuent au vieillissement. Gabriel E. Neurohr, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 7 janvier 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#cell #séquencesgénome #épissage Prédiction de l’Épissage à partir des séquences primaires dans les systèmes d’apprentissage intensif

Le taux d'épissage cryptiques est évalué à 10%.

L’Épissage des ARN pré-messagers en transcrits matures est remarquable de précision, mais les mécanismes par lesquels la machinerie cellulaire atteint une telle spécificité ne sont qu’incomplètement compris. Ici, nous décrivons un réseau neuronal profond qui prédit les jonctions d’épissage à partir d’une séquence arbitraire de transcrit d’ARN pré-messager, permettant une prédiction précise de variants génétiques non-codants causant des épissages cryptiques. Des mutations synonymes et des mutations introniques présentant des conséquences des altérations d’épissage prédites se retrouvent fréquemment dans les séquences d’ARN et sont fortement délétères chez les êtres humains. Des mutations de novo présentant des conséquences des altérations d’épissage prédites sont beaucoup plus fréquemment rencontrées chez des patients atteints d’autisme et de déficience intellectuelle en comparaison des sujets contrôles sains et se retrouvent chez 21 sur 28 de ces patients. Nous estimons que 9%-11% des mutations pathogènes chez des patients atteints de troubles génétiques rares sont liées à cette variante pathologique, précédemment sous-estimée. Kishore Janganathan, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 17 janvier 2019

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #réticulumendoplasmique #protéines EMC* est requise pour initier la topogénèse des protéines membranaires

endoplasmic reticulum = réticulum endoplasmique
SRP receptor = récepteur de particule de reconnaissance du signal
wild type = type sauvage (non muté)
correct topology & folded = topologie correcte & repliement
wrong topology & non-functional = mauvaise erratique & non fonctionnelle
dégraded = dégradée
cell surface = surface cellulaire
functional protein = protéine fonctionnelle

Les mammifères codent pour ∼ 5 000 protéines intégrales qui nécessitent d’être insérées selon une topologie bien définie au niveau du réticulum endoplasmique (ER) par le truchement de mécanismes encore mal compris. Ici, nous définissons qu’une biogénèse efficace du récepteur ß1-adrénergique (ß1AR) et d’autres récepteurs couplés au protéines G (GPCRs) requièrent le complexe de protéine membranaire conservé du réticulum endoplasmique (EMC). Des études de reconstitution de la biogénèse du ß1AR ont mis en évidence des besoins limités l’EMC pour ce qui est de l’insertion co-translationnelle du premier domaine transmembranaire (TMD). Sans EMC, une partie de TMD1 s’insérerait selon une orientation inversée; ou alors l’insertion de TMD1 ne s'effectuerait pas du tout. Un EMC purifié et un récepteur SRP seraient suffisants pour une insertion correcte de TMD1, alors que le translocon Sec61 serait nécessaire à l’insertion du TMD suivant. Le renforcement de la topologie TMD1 avec un peptide signal au niveau N-terminal (de TMD1)¹ a permis un court-circuitage pour l’insertion in vitro et restauré une biogénèse efficace des GPCRs multiples dans des cellules knockout. Ainsi, EMC insère les TMDs de manière institutionnelle et coopère avec le translocon Sec61 pour assurer la topogénèse2 précise d’un grand nombre de protéines membranaires. Patrick J. Chitwood et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 8 novembre 2018

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

*EMC = Complexe de protéine membranaire conservé du réticulum endoplasmique

¹ : précision ajoutée par le traducteur

²Topogenesis = Topogénèse : désigne en biogénèse, l’insertion des protéines dans les cellules (Source : http://www.guichetdusavoir.org/viewtopic.php?t=28678)

#trendsincellbiology #protéines #dégradation Nouveaux éclairages sur le rôle physiologique du phénomène de dégradation associé au réticulum endoplasmique

Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Endomembrane_system_diagram_fr.svg

Beaucoup de maladies humaines sont associées à des mutations causant un repliement erratique des protéines dans le réticulum endoplasmique (RE). La dégradation associée au RE (DARE) représente le mécanisme de contrôle de qualité principal responsable du ciblage des protéines repliées de manière erratique, en vue de leur dégradation au niveau du cytosol. Cependant, malgré des années d’effort, le rôle physiologique de la DARE in vivo reste largement inconnu. Quelques études récentes ont rendu compte de phénotypes de souris intéressants, à fonction DARE déficiente dans certains types cellulaires spécifiques. Ces études mettent en lumière le fait que la DARE est prévue pour assurer une large palette de fonctions physiologiques cellulaires spécifiques in vivo chez les mammifères, de manière substrat – dépendant. Ling Qi, Billy Tsai, Peter Arvan, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 26 janvier 2017   

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#trendsinbiochemicalsciences #protéines #vieillissement Vieilles protéines chez l’homme : un Domaine dans l’Enfance

Couple âgé
Source: http://www.notuxedo.com/plugins-wordpress-anciens-articles-blog/

Ce n’est que récemment qu’il a été remarqué que le corps humain contient beaucoup de protéines à durée de vie longue. Leur dégradation progressive dans le temps contribue au vieillissement humain et probalement aux troubles liés à l’âge. De fait, le rôle de l’altération progressive des protéines dans le vieillissement peut être indiqué par de nombreuses maladies neurologiques qui n’apparaissent qu’à l’âge mûr. Un facteur majeur responsable de la détérioration des vieilles protéines est la répartition des résidus d’acides aminés s’opérant spontanément par racémisation, troncature, désamidation, et réticulation. Lorsque les protéines se décomposent de cette façon, leurs structures et fonctions peuvent s’altérer ; ainsi, de nouveaux épitopes peuvent se former et peuvent induire une réponse immune.  Roger J.W. Truscott, et al, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne en avant-première, 11 juillet 2016

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#trendsinendocrinology&metabolism #protéines #phosphorylation #métabolisme #protéomique Phosphorylation des protéines : un mécanisme de commutation majeur pour la régulation métabolique

La phosphorylation est cardinale dans l'activation des enzymes de la régulation du glycogène, élément cardinal de régulation du métabolisme énergétique.
Source iconographique: http://biochimej.univ-angers.fr/Page2/COURS/7RelStructFonction/2Biochimie/3MetabolismGlucose/2Glycogenolyse/1Glycogenolyse.htm

La recherche sur le métabolisme vit aujourd’hui une période de renaissance, du fait qu’un nombre croissant de maladies sont maintenant reconnues et caractérisées comme dues à des perturbations de la régulation du métabolisme intracellulaire. Les changements métaboliques peuvent avoir pour origine des modifications de l’expression d’enzymes du métabolisme, les concentrations en substrat ou produits qui président à la cinétique de réaction ou aux modifications post-translationnelles des protéines, facilitatrices de ces réactions. À l’occasion du 60^ème anniversaire de la découverte de la phosphorylation réversible des protéines, celle-ci est largement considérée comme une modification post-translationnelle des protéines régulatrice du métabolisme. Grâce à la maîtrise de la mesure quantitative des changements dynamiques de la phophorylation des protéines à grande échelle définie - ci après comme phosphoprotéomique – nous entrons maintenant dans une ère nouvelle de la recherche métabolique, avec la protéomique par spectrométrie de masse comme principal outil. Sean J. Humphrey, et al, dans Trends in Endocrinology & Metabolism, publication en ligne en avant-première, 20 octobre 2015

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #macropinocytose #protéines #cancer #mTORC1 #mTOR L’Utilisation de Protéines Extracellulaires comme Nutriments est Supprimée par MTORC1

Contrairement à son activité comme facteur de croissance sous conditions d’abondance en acides aminés, l’activation de mTORC1 supprime la prolifération lorsque les cellules dépendent de protéines extracellulaires comme source d’acides aminés. Plus important encore, l’inhibition de mTORC1 augmente la prolifération cellulaire en cas d’interruption de l’approvisionnement en acides aminés des régions tumorales à la vascularisation déficiente, ce qui pourrait avoir en retour des implications pour l’utilisation d’inhibiteurs mTOR en thérapeutique du cancer.   

Bien qu’entourées par divers nutriments, les cellules de mammifère métabolisent préférentiellement le glucose et les acides aminés libres. Récemment, la macropinocytose de protéines extracellulaires induite par Ras pouvait réduire la dépendance à la glutamine extracellulaire, propre aux cellules transformées. Ici, nous démontrons que la macropinocytose des protéines sert aussi de source d’acides aminés essentiels. La dégradation lysosomale de protéines extracellulaires permet la survie cellulaire, induit l’activation de mTORC1, sans en stimuler l’accumulation. Contrairement à son activité comme facteur de croissance dans des conditions d’abondance en acides aminés, nous découvrons que l’activation de mTORC1 supprime la prolifération cellulaire lorsque les cellules dépendent des protéines extracellulaires lors de conditions déprimées en nutriments et dans certaines conditions tumorales (…), in vitro. Ainsi, en empêchant la consommation de protéines extracellulaires comme nutriments, mTORC1 établit un  couplage entre croissance et disponibilité en acides aminés libres. Ces résultats pourraient avoir d’importantes implications pour ce qui est de l’utilisation d’inhibiteurs de mTOR en thérapeutique. Wilhelm Palm et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 2 juillet 2015

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ

#trendsinendocrinologyandmetabolism #PLIN #protéines #tissuadipeux #lipides Comprendre les rôles de PLIN5 : de la biologie cellulaire à la physiologie

L’inhibition de la mobilisation des graisses (lipolyse) par la cellule adipeuse diminue la résistance à l’insuline en augmentant la lipogénèse de novo. 

Source iconographique et légendaire : http://www.inserm.fr/espace-journalistes/obesite-et-sensibilite-a-l-insuline-la-piste-de-la-lipolyse

La découverte de la périlipine a provoqué une avancée conceptuelle majeure dans la compréhension de la lipolyse du tissu adipeux et a généré un grand intérêt pour la recherche sur la biologie des gouttelettes lipidiques. La découverte d’autres protéines PLIN a, par la suite, révélé des informations sur les profils de distribution du tissu adipeux, ses localisations subcellulaires, et sur leurs propriétés de liaison aux lipides et d’autres fonctions cellulaires divergentes. PLIN5 est hautement exprimée dans les tissus oxydatifs comme le muscle squelettique, le foie, le cœur, et joue un rôle central dans l’homéostasie lipidique dans ces tissus. Les études effectuées dans des systèmes cellulaires ont permis définir certains rôles métaboliques de la protéine PLIN5 et démontré les interactions avec d’autres protéines qui sont requises pour ces fonctions. Nous examinons de récentes études in vivo, et posons la question de savoir si les évidences tirées d’approches de biologie cellulaire sont en cohérence avec les rôles physiologiques de PLIN5. Rachel R. Mason, Matthew J. Watt, dans Trends in Endocrinology and Metabolism, publication en ligne en avant – première, 11 février 2015  

Source : Science Direct  / Traduction et adaptation : NZ