Des chercheurs du département de biochimie médicale et de biophysique de l’Institut Karolinska ont caractérisé une nouvelle GTPase impliquée dans la production de ribosomes dans les mitochondries. L’étude, publié dans Nature Communicationsfournit de nouvelles perspectives sur le processus qui permet aux mitochondries de produire de l’énergie.
Les ribosomes sont des machines complexes qui produisent des protéines dans chaque cellule de notre corps. Deux types de ribosomes existent chez les mammifères : l’un dans le cytosol et l’autre dans les mitochondries. Dans les mitochondries, les mitoribosomes synthétisent le petit sous-ensemble de protéines responsables de la phosphorylation oxydative et de la production d’énergie. Leur dysrégulation contribue à des pathologies complexes, notamment des maladies neurodégénératives et métaboliques.
La construction des mitoribosomes est un processus complexe
La synthèse des mitoribosomes est un processus en plusieurs étapes qui comprend le repliement des ARN ribosomiques (ARNr 12S et 16S) et l’association ordonnée de 82 protéines mitoribosomales au ribosome en croissance. Ce processus est facilité par l’action coordonnée de plusieurs facteurs d’assemblage accessoires qui aident à l’assemblage des ribosomes depuis les premières étapes jusqu’à l’achèvement de la macromolécule entièrement fonctionnelle.
Il est important de noter que des défauts dans la machinerie complexe responsable de la construction des mitoribosomes peuvent conduire à des maladies mitochondriales, un groupe de pathologies métaboliques affectant plusieurs organes, pour lesquelles il n’existe actuellement aucun remède.
Chez les bactéries, qui partagent une histoire évolutive avec les mitochondries, plusieurs protéines de liaison au GTP sont impliquées dans l’assemblage des ribosomes. Les auteurs de l’étude ont étudié un homologue de la GTPase bactérienne ENG qui réside dans les mitochondries, mais dont la fonction n’avait pas été explorée auparavant.
En combinant des analyses protéomiques, transcriptomiques et structurelles, ils ont montré que GTPBP8 est essentiel à l’assemblage correct de la petite sous-unité du mitoribosome. L’épuisement de GTPBP8 entraîne une altération de la traduction mitochondriale, soulignant son importance fondamentale pour le métabolisme cellulaire.
« GTPBP8 n’est qu’un des nombreux facteurs cruciaux impliqués dans l’assemblage du mitoribosome, et nous ne sommes qu’au début du voyage scientifique pour caractériser ce processus complexe », explique Miriam Cipullo, première auteure et ancienne doctorante au laboratoire Rorbach du Département de biochimie médicale et de biophysique (MBB).
« Notre étude révèle des informations essentielles sur les mécanismes moléculaires de la biogenèse du mitoribosome, mettant en évidence le gène candidat GTPBP8, qui peut être impliqué dans les maladies mitochondriales. Cette découverte passionnante ouvre de nouvelles voies pour comprendre et potentiellement traiter ces maladies complexes à l’avenir », déclare Joanna Rorbach, professeure associée au département de biochimie médicale et de biophysique du Karolinska Institutet.
Plus d’information:
Miriam Cipullo et al, GTPBP8 joue un rôle dans la formation du mitoribosome dans les mitochondries humaines, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50011-x