Des chercheurs de l’Université d’Umeå ont découvert comment un certain type de protéine se déplace pour que l’ADN soit copié. Cette découverte pourrait avoir des implications pour comprendre comment les gènes de résistance aux antibiotiques se propagent entre les bactéries.
« L’étude de la réplication de l’ADN est un bon point de départ pour identifier potentiellement des cibles pour le développement futur de médicaments », déclare Ignacio Mir-Sanchis, chercheur principal du groupe de l’Université d’Umeå qui a publié l’étude.
Tous les organismes cellulaires doivent répliquer leur matériel génétique, l’ADN, pour proliférer, de sorte qu’une copie aille à une cellule fille et l’autre copie à l’autre cellule fille. La molécule d’ADN peut être comparée à une très longue chaîne de perles, où les perles sont les blocs de construction ou les unités.
Le collier de perles a deux brins qui sont entrelacés pour former une structure en spirale, une double hélice. Pour dupliquer son matériel génétique, la cellule doit passer d’une à deux molécules d’ADN, un processus appelé réplication de l’ADN, et cela commence par séparer les deux brins d’ADN. Pour séparer les deux brins, les cellules ont des protéines spécialisées appelées hélicases.
Un groupe de recherche du Département de biochimie médicale et de biophysique de l’Université d’Umeå a découvert comment les hélicases interagissent et se déplacent sur l’ADN pour séparer ses brins. La découverte a été rendue possible par ce qu’on appelle la cryo-microscopie électronique, pour laquelle Umeå possède l’une des installations les plus avancées de Suède. Cette technique permet aux scientifiques de prendre des instantanés d’une seule molécule. En combinant des millions d’instantanés, ils peuvent faire un film et voir comment les hélicases bougent.
« Lorsque nous avons analysé nos instantanés, nous avons vu que les hélicases déplacent différentes parties, appelées domaines, via deux mouvements distincts. Deux domaines tournent et s’inclinent l’un vers l’autre. Ces mouvements nous donnent des indices sur la façon dont ces hélicases se déplacent sur l’ADN et séparent les deux brins. « , explique Cuncun Qiao, chercheur postdoctoral dans l’équipe et premier auteur de l’article.
Le laboratoire de Mir-Sanchi se concentre sur la biologie des infections et étudie la bactérie Staphylococcus aureus. Les chercheurs s’intéressent à la compréhension de la réplication de l’ADN de S. aureus, des virus qui infectent S. aureus (appelés bactériophages) et des satellites viraux. Les satellites viraux sont des virus qui parasitent d’autres virus.
S. aureus infecte et tue des millions de personnes dans le monde et est considéré comme une menace majeure car la bactérie est devenue résistante à presque tous les antibiotiques. Fait intéressant, les gènes impliqués dans la résistance aux antibiotiques sont parfois également présents dans des satellites viraux, ce qui rend le travail encore plus pertinent sur le plan médical.
« Les résultats élargissent notre compréhension de la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques, même s’il convient de noter que les mouvements que nous avons identifiés ici ont également été observés dans des hélicases trouvées dans des virus eucaryotes et même dans des cellules humaines. Il est toujours surprenant de constater à quel point des mécanismes importants sont conservés à partir de bactériophages aux humains », explique Ignacio Mir-Sanchis.
Les résultats sont publiés dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.
Plus d’information:
Cuncun Qiao et al, les hélicases auto-chargeantes staphylococciques couplent le mécanisme en escalier avec une grande flexibilité inter-domaine, Recherche sur les acides nucléiques (2022). DOI : 10.1093/nar/gkac625