Chez C. elegans, la protéine SID1 joue un rôle crucial dans le processus systémique d’interférence de l’ARN en facilitant le transport de l’ARN double brin exogène dans le cytoplasme. Auparavant, le groupe de Chen-Yu Zhang avait déjà démontré que les miARN végétaux intacts présents dans les sources alimentaires pouvaient être absorbés par le système digestif des mammifères et assurer la régulation des gènes entre les règnes.
Les protéines de la famille transmembranaire SID-1 des mammifères, à savoir SIDT1 et SIDT2, ont attiré une attention considérable en raison de leur rôle dans la facilitation de l’absorption de petits ARN exogènes régulateurs, tels que les petits ARN interférents (siARN) et les microARN d’origine végétale (miARN). Notamment, des études utilisant des modèles de souris déficientes en SIDT1 (Sidt1−/−) ont révélé que dans les cellules de la fosse gastrique, SIDT1 facilite l’absorption cellulaire des miARN alimentaires.
Bien que de plus en plus de preuves montrent l’implication des protéines de la famille transmembranaire SID-1 dans la médiation de l’absorption des acides nucléiques, des questions persistent concernant les mécanismes structurels et moléculaires précis qui sous-tendent la manière dont ces protéines permettent l’absorption de petits ARN exogènes, en particulier dans des conditions de pH faible.
Dans la présente étude, les chercheurs ont déterminé les structures cryo-EM des SIDT1 et SIDT2 humains, dévoilant leur architecture globale sous forme de dimères présentant une congruence structurelle remarquable. Les domaines extracellulaires (ECD) et transmembranaires (TMD) contribuent à la formation des dimères.
L’étude a notamment mis en évidence l’existence de SIDT1 et SIDT2 dans des états dimères ou oligomères d’ordre supérieur, les TMD jouant un rôle essentiel dans le maintien de ces assemblages dimères in situ. De plus, les ECD de SIDT1 et SIDT2 peuvent se lier efficacement aux petits ARN de manière dépendante du pH. Dans des conditions acides, les ECD ont présenté une affinité de liaison accrue pour les petits ARN, ce qui a déclenché l’oligomérisation d’ordre supérieur des ECD.
L’importance de cette étude réside dans la découverte des bases moléculaires de l’absorption de l’ARN par SIDT1 et SIDT2. Comprendre la liaison et l’oligomérisation de l’ARN dépendant du pH de SIDT1 et SIDT2 donne un aperçu de leur régulation fonctionnelle, en particulier dans les microenvironnements acides où ils sont principalement localisés.
Ce travail est important pour les raisons suivantes :
« Les protéines de la famille transmembranaire SID-1 ont été identifiées pour la première fois comme transporteurs d’acide nucléique. Les régions ECD, cependant, semblent fonctionner comme de nouvelles protéines de liaison aux acides nucléiques, soulevant l’hypothèse que ces protéines fonctionnent comme des protéines de liaison à l’ARN liées à la membrane », Chen-Yu » dit Zhang.
« Notre étude met en évidence le rôle de l’ARN dans le déclenchement de l’oligomérisation de l’ECD dans des conditions acides. De plus, nous proposons que l’activité phospholipase dans le TMD pourrait influencer la fluidité du système membranaire cellulaire, mettant ainsi en lumière l’importance potentielle de l’oligomérisation dans le processus d’ARN. « , a ajouté Xiaoyun Ji.
Le papier est publié dans la revue Recherche cellulaire.
Plus d’information:
Le Zheng et al, Structures Cryo-EM des protéines de la famille transmembranaire humaine SID-1 et implications pour leur activité de transport d’ARN faiblement dépendante du pH, Recherche cellulaire (2023). DOI : 10.1038/s41422-023-00893-1
Fourni par l’École des sciences de la vie de l’Université de Nanjing