La construction de l’ADN mène à la découverte inattendue d’une fonction cellulaire importante

Des chercheurs du Karolinska Institutet en Suède ont utilisé l’origami de l’ADN, l’art de replier l’ADN dans les structures souhaitées, pour montrer comment un récepteur cellulaire important peut être activé d’une manière jusqu’alors inconnue. Le résultat ouvre de nouvelles voies pour comprendre le fonctionnement de la voie de signalisation Notch et son implication dans plusieurs maladies graves. L’étude est publiée dans Communication naturelle.

Notch est un récepteur cellulaire qui revêt une grande importance pour un large éventail d’organismes et joue un rôle crucial dans de nombreux processus différents, notamment le développement embryonnaire précoce chez les mouches et chez les humains. Notch régule le développement des cellules souches en différents types de cellules du corps. Des défauts dans cette voie de signalisation peuvent entraîner des maladies graves, notamment le cancer.

Jusqu’à présent, l’opinion dominante sur la fonction du récepteur était qu’il était activé de manière purement mécanique, par une cellule voisine tirant sur lui, ce qui signifie que la signalisation ne se produisait que par une communication directe entre les cellules.

Cependant, des chercheurs du Karolinska Institutet rapportent désormais que l’activation de Notch peut également être réalisée « à la demande » à l’aide d’une protéine appelée Jag1. Les chercheurs ont placé la protéine sur une structure d’ADN créée par ce qu’on appelle l’origami d’ADN, une technique qui permet de construire des structures de n’importe quelle forme à l’échelle nanométrique en utilisant l’ADN comme matériau de construction. Dans ce cas, la structure de l’ADN a été moulée dans un bâtonnet de taille nanométrique capable de transporter la protéine jusqu’à la surface cellulaire.

« Il s’agit d’une technique qui nous permet de placer des molécules de la protéine Jag1 à de très petites distances les unes des autres selon différents modèles, puis nous avons exposé ces modèles à des cellules souches dotées de récepteurs Notch », explique Björn Högberg, professeur au Département de Biochimie médicale et biophysique, Karolinska Institutet, qui a dirigé l’étude avec la chercheuse Ioanna Smyrlaki de KI dans le même département.

Les résultats montrent que le récepteur Notch peut être activé à différents degrés, en fonction de la forme du motif et de la concentration locale de la protéine. Cependant, plusieurs questions demeurent quant à la manière exacte dont cette signalisation a lieu.

« Nous collaborons désormais avec d’autres chercheurs pour voir si nous pouvons faire fonctionner cette méthode également in vivo, c’est-à-dire sur un modèle de souris et pas seulement dans des tubes à essai », explique Björn Högberg. « Il s’agit d’une recherche fondamentale, mais Notch est un élément important dans plusieurs maladies, notamment une forme de leucémie et le syndrome d’Alagille, un trouble du développement. Nous espérons donc que les résultats permettront également de mieux comprendre ces maladies. »