Discovery shows how cells decide what to recycle, unlocking debilitating disease’s secret
Newswise — Our bodies recycle proteins, the fundamental building blocks that enable cell growth and development. Proteins are made up of a chain of amino acids, and scientists have known since the 1980s that first one in the chain determines the lifetime of a protein. McGill researchers have finally discovered how the cell identifies this first amino acid – and caught it on camera.
“There are lots of reasons cells recycle proteins – fasting, which causes loss of muscle, growth and remodeling during development, and normal turnover as old proteins are replaced to make new ones,” explained lead researcher, Dr. Kalle Gehring, from McGill’s Department of Biochemistry. “One way that cells decide which proteins to degrade is the presence of a signal known as an N-degron at the start of the protein. By X-ray crystallography, we discovered that the N-degron is recognized by the UBR box, a component of the cells' recycling system.” The powerful technique can pinpoint the exact location of atoms and enabled the team to capture an image of the UBR box, providing insight to this incredibly tiny yet essential part of our bodies’ chemical mechanics.
Aside from representing a major advance in our understanding of the life cycle of proteins, the research has important repercussions for Johanson-Blizzard syndrome, a rare disease that causes deformations and mental retardation. This syndrome is caused by a mutation in the UBR box that causes it to lose an essential zinc atom. Better understanding of the structure of the UBR box may help researchers develop treatments for this syndrome.
The research was published in Nature Structural & Molecular Biology and received funding from the Canadian Institutes of Health Research.
For more information: Department of Biochemistry, McGill University http://www.mcgill.ca/biochemistry/
Montréal, le 13 septembre 2010
Votre corps se recyclant lui-même,capturé sur pellicule Une découverte montre comment les cellules déterminent ce qu’elles doivent recycler, dévoilant ainsi le secret d’une maladie débilitante
Notre corps recycle les protéines, les composantes corporelles qui permettent la croissance et la progression cellulaires. Les protéines sont constituées d’une chaîne d’aminoacides et, depuis les années 1980, les scientifiques savent que le premier maillon de cette chaîne détermine la durée de vie d’une protéine. Des chercheurs mcgillois ont enfin découvert comment la cellule identifie ce premier aminoacide, et ils en ont capté le processus à la caméra.
« Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les cellules recyclent les protéines, notamment le jeûne, qui entraîne une perte musculaire, une croissance et un remodelage pendant le développement, et un remplacement normal, au fur et à mesure que les nouvelles protéines remplacent les anciennes », a expliqué le chercheur principal, le professeur Kalle Gehring, du Département de biochimie de l’Université McGill. « Les cellules déterminent quelles protéines doivent subir une dégradation, entre autres, grâce à la présence d’un signal connu sous le nom de N-degron et se situant au codon d’initiation de la protéine. Grâce à une cristallographie aux rayons X, nous avons découvert que la boîte de dégradation de la protéine ubiquitine-ligase E3, une composante du système de recyclage des cellules, reconnaît le N-degron. » Cette puissante technique rend possible la détection de l’endroit exact où se trouvent les atomes, et a permis à l’équipe de capturer une image de la boîte de la protéine ubiquitine-ligase E3, fournissant des renseignements sur cette partie essentielle, bien qu’incroyablement minuscule, des mécanismes chimiques du corps.
En plus de représenter une avancée de premier plan dans notre compréhension du cycle de vie des protéines, la recherche a d’importantes répercussions en ce qui a trait au traitement du syndrome de Johanson-Blizzard, une maladie rare qui entraîne des malformations et un retard mental. Ce syndrome est causé par une mutation qui se produit dans la boîte de dégradation de la protéine ubiquitine-ligase E3, et qui lui fait perdre un atome de zinc essentiel. Une meilleure compréhension de la structure de la boîte de dégradation de la protéine ubiquitine-ligase E3 pourrait aider les chercheurs à mettre au point des traitements relatifs à ce syndrome. Financée par les Instituts de recherche en santé du Canada, la recherche a été publiée dans Nature Structural & Molecular Biology.
Pour plus de renseignements : Département de biochimie, Université McGill http://www.mcgill.ca/biochemistry/
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