Des scientifiques de l’Université d’Uppsala ont utilisé la microscopie cryoélectronique pour révéler les détails du mécanisme de synthèse des protéines chez le parasite Giardia intestinalis, qui provoque une maladie diarrhéique. Les nouvelles connaissances pourraient être utiles pour le dépistage de médicaments spécifiques contre Giardia et d’autres parasites protozoaires.
La cryo-microscopie électronique (cryo-EM) est un outil très puissant qui permet de visualiser les machineries cellulaires avec un fort grossissement. La configuration cryogénique empêche les dommages et la distorsion des échantillons biologiques et, par conséquent, les processus cellulaires peuvent être considérés comme une série d’instantanés, mais avec des détails moléculaires.
Ces dernières années, la cryo-EM a joué un rôle déterminant dans la découverte des étapes de la synthèse des protéines chez diverses espèces, des bactéries aux humains. Pourtant, il n’y avait aucune connaissance du processus de synthèse des protéines dans les organismes protozoaires, un groupe d’organismes unicellulaires qui sont souvent parasites des humains et d’autres mammifères.
Scientifique d’Uppsala, la professeure Suparna Sanyal et les membres de son équipe, en particulier le Dr Soneya Majumdar et Ph.D. étudiant Andrew Emmerich, a entrepris le projet ambitieux de démêler les détails de la synthèse des protéines de Giardia intestinalis en 2020.
Giardia est un sujet de recherche important, non seulement parce qu’elle provoque une diarrhée désagréable chez les mammifères, mais aussi parce qu’elle sert de système modèle pour des parasites protozoaires beaucoup plus dangereux. En collaboration avec l’expert en Giardia, le professeur Staffan Svärd de l’Université d’Uppsala, le groupe de recherche a cultivé Giardia et purifié les ribosomes natifs, qui sont l’usine à protéines de la cellule. Ils ont mis en place des grilles cryo-EM dans l’installation de l’Université d’Uppsala et collecté des données cryo-EM dans le nœud Umeå de l’installation SciLifeLab.
Après deux ans de travail acharné, ils ont pu résoudre des structures à haute résolution de six états d’élongation différents de la synthèse des protéines Giardia. Ces nouvelles structures pourraient être assemblées dans une vidéo montrant des changements séquentiels dans la structure du ribosome, le mouvement des ARNt et la liaison et la libération du facteur d’élongation de la traduction eEF2, tous essentiels à la synthèse des protéines chez Giardia et d’autres protozoaires.
De plus, Sanyal et ses collègues ont pu déchiffrer des différences importantes entre le ribosome de Giardia et les ribosomes bactériens et humains, ce qui pourrait être utile pour le dépistage de médicaments spécifiques contre Giardia et d’autres parasites protozoaires.
Les résultats sont publiés dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.
Plus d’information:
Soneya Majumdar et al, Aperçu du mécanisme de translocation et de l’évolution des ribosomes à partir des structures cryo-EM des intermédiaires de translocation de Giardia intestinalis, Recherche sur les acides nucléiques (2023). DOI : 10.1093/nar/gkad176