Des chercheurs du groupe Tanenbaum de l’Institut Hubrecht ont développé une nouvelle technique de microscopie pour observer le fonctionnement des ribosomes dans les cellules. Avec cette méthode, ils peuvent surveiller les ribosomes individuels car ils convertissent l’ARNm en protéines.
Les chercheurs ont découvert que les ribosomes s’entraident lorsqu’ils rencontrent des difficultés, un processus qu’ils appellent la coopérativité des ribosomes. Cette technique et les résultats, publié dans Celluledonnez des informations sur la façon dont les protéines sont fabriquées et offrent à d’autres chercheurs un outil pour mieux étudier la traduction de l’ARNm.
Notre ADN contient des informations génétiques essentielles pour les fonctions de notre corps. Avant que notre corps puisse utiliser ces informations, il est copié sur l’ARNm, un type de molécule de messager. L’ARNm transporte ces informations aux ribosomes de la cellule, qui les lisent ensuite et produisent des protéines. Les protéines sont cruciales pour divers processus dans le corps. Le transfert d’informations génétiques aux protéines est connu sous le nom de traduction d’ARNm.
Regarder des ribosomes en action
« Parfois, l’ARNm contient des sections qui sont difficiles à traduire en protéines. Nous ne comprenons toujours pas complètement comment les ribosomes gèrent ces sections », explique Maximilian Madern, l’un des principaux auteurs de l’étude. « C’est pourquoi nous voulions concevoir une nouvelle technologie d’imagerie pour mieux comprendre comment les ribosomes réalisent leur travail. » Cette nouvelle technique permet aux chercheurs de surveiller un ribosome individuel au fil du temps pendant la traduction de l’ARNm.
Ces spots sont des SOCRNA traduits par des ribosomes dans une cellule. Ils deviennent plus brillants au fil du temps, montrant une traduction active. Le complexe, qui comprend le SOCRNA et le ribosome, est attaché à la membrane plasmique et se déplace légèrement en 2D. Crédit: Maximilian Madern, Copyright Hubrecht Instuut
En utilisant leur technique, l’équipe a déjà acquis de nouvelles informations sur le fonctionnement des ribosomes.
« Nous avons observé que les ribosomes individuels se déplacent à des vitesses légèrement différentes et s’arrêtent parfois pendant de longues périodes », explique Sora Yang, le deuxième auteur principal de l’étude. En raison de leurs différences de vitesse, les ribosomes pourraient entrer en collision, ralentissant la production de protéines.
« La détection de ces différences de vitesse a été difficile », poursuit Yang. « Donc, nous nous sommes associés au groupe de scientifiques informatiques de Marianne Bauer au département de Bionanoscience de Tu Delft. Avec leur expertise, nous pourrions démontrer que les ribosomes fonctionnent en effet à différentes vitesses. »
Les ribosomes restent coincés
L’équipe a également fait une découverte importante sur les collisions de ribosomes – où un ribosome en est en est un autre en raison d’un segment d’ARN délicat ou des différences de vitesse, par exemple.
« Nous avons constaté que de brèves collisions ne déclenchent pas immédiatement les mécanismes de contrôle de la qualité de la cellule », déclare Maître. « Normalement, ces mécanismes élimineraient les ribosomes en collision, mais ils se lancent uniquement si la collision dure plusieurs minutes. »
Les collisions ne sont pas si mal après tout
À leur grande surprise, les chercheurs ont constaté que ces collisions temporaires pourraient être bénéfiques, contrairement aux croyances précédentes. Les ribosomes semblent s’entraider à naviguer dans les coupes d’ARN difficiles à transformer, un phénomène qu’ils appellent la coopérativité des ribosomes.
« Cela permet aux ribosomes de supporter de courtes collisions sur des sections d’ARN problématiques, favorisant ainsi la production de protéines continues », explique Maden.
La nouvelle technologie donne aux chercheurs la capacité de mieux comprendre le comportement des ribosomes au niveau individuel. En démêlant la dynamique de la traduction de l’ARNm, les chercheurs peuvent mieux comprendre les processus cellulaires et le rôle de la synthèse des protéines dans la santé et la maladie.
Plus d’informations:
L’imagerie à long terme des ribosomes individuels révèle la coopérativité des ribosomes dans la traduction de l’ARNm, Cellule (2025). Doi: 10.1016 / j.cell.2025.01.016. www.cell.com/cell/fulltext/s0092-8674(25)00045-5