Des chercheurs du Forschungszentrum Jülich et de l’Institut de santé de Berlin de l’hôpital Charité de Berlin ont mis au point une nouvelle méthode pour déterminer le nombre de sous-unités dans les complexes protéiques. La méthode est un développement ultérieur de la microscopie de localisation de molécule unique « super-résolution » (SMLM), dont les développeurs ont reçu le prix Nobel de chimie en 2014. La nouvelle technique permet aux chercheurs d’analyser la composition de complexes protéiques dans des cellules intactes.
La nouvelle méthode est basée sur le SMLM classique, mais ici les protéines ne sont pas marquées avec une, mais avec deux protéines fluorescentes différentes. Cette particularité a conduit au nom DCC-SMLM, tandis que « DCC » signifie « colocalisation bicolore ». Le degré de chevauchement (« colocalisation ») des deux signaux de couleur est utilisé pour calculer le nombre moyen de sous-unités par complexe protéique.
Les protéines sont les éléments de base de la vie. Ils sont responsables de la structure et de la fonction des cellules et sont impliqués dans pratiquement toutes les tâches de l’organisme.
Cependant, de nombreuses protéines ne fonctionnent pas seules, mais comme des sous-unités de complexes protéiques plus grands. Savoir combien de sous-unités composent un tel complexe protéique est important pour comprendre les dysfonctionnements pathogènes. Il existe un certain nombre de maladies génétiques, qui sont associées à un assemblage perturbé de complexes protéiques, par exemple des défauts dans l’assemblage des canaux ioniques dans les arythmies cardiaques, les épilepsies ou les dysfonctionnements rénaux.
L’application de la méthode SMLM classique est limitée par sa sensibilité aux signaux de fond. Ces signaux de fond sont inévitables dans des échantillons biologiques intacts et doivent être isolés de signaux spécifiques par l’échantillon biologique. Cette exigence rend souvent difficile l’étude des protéines dans les cellules intactes.
La nouvelle technique DCC-SMLM est nettement moins sensible à ces signaux parasites et permet un comptage précis même en utilisant des marqueurs fluorescents moins efficaces. Ainsi, DCC-SMLM permet d’étudier les complexes protéiques dans la membrane cellulaire des cellules intactes.
Dans leurs travaux, les chercheurs ont pu élucider la composition des complexes responsables du transport du neurotransmetteur glutamate dans les cellules nerveuses. Les scientifiques ont également montré que les complexes protéiques de la famille dite SLC26 se composent de deux sous-unités même dans les cellules intactes.
Ceux-ci se trouvent, par exemple, dans l’intestin, dans les reins et dans les cellules ciliées de l’oreille interne, où ils fonctionnent comme des protéines motrices et confèrent à l’audition une sensibilité extraordinaire. Les études précédentes avaient été contradictoires, prédisant quatre sous-unités dans les cellules intactes mais seulement deux sous-unités par complexe dans les protéines purifiées.
La recherche a été publiée dans eVie.
Plus d’information:
Hua Leonhard Tan et al, Détermination des états oligomères des protéines via la colocalisation bicolore avec la microscopie de localisation d’une seule molécule, eVie (2022). DOI : 10.7554/eLife.76631