Les ribosomes synthétisent toutes les protéines des cellules. Les études menées principalement sur la levure ont révélé beaucoup de choses sur la façon dont les ribosomes sont assemblés, mais une équipe de Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) à Munich rapporte maintenant que l’assemblage des ribosomes dans les cellules humaines nécessite des facteurs qui n’ont pas d’équivalent dans des organismes modèles plus simples.




Dans chaque cellule, des centaines de milliers de devices moléculaires complexes appelées ribosomes fabriquent de nouvelles protéines, étendant chaque chaîne en croissance à un rythme de quelques acides aminés par seconde. Il n’est donc pas surprenant que la design de ces usines de protéines vitales soit en soi une opération très complexe, dans laquelle additionally de 200 facteurs d’assemblage sont temporairement impliqués. Les ribosomes matures sont constitués d’environ 80 protéines et de quatre ARN ribosomiques. Mais la façon dont ces constituants sont assemblés dans le bon ordre pour donner un ribosome fonctionnel n’est toujours pas entièrement comprise. De in addition, la plupart de nos connaissances sur le processus proviennent d’études menées sur des organismes modèles comme les bactéries et les levures, et peuvent ne pas être nécessairement applicables aux cellules d’organismes supérieurs. Les chercheurs dirigés par le professeur Roland Beckmann (Gene Center, LMU Munich) ont maintenant découvert de nouveaux détails sur les étapes cruciales de la maturation des ribosomes dans les cellules humaines.

La dernière étape de la coupe

Les ribosomes actifs sont constitués de deux particules assemblées séparément, qui diffèrent en taille et interagissent l’une avec l’autre seulement après que les premières étapes de la synthèse des protéines ont eu lieu sur la furthermore petite des deux (dans les cellules humaines, la « sous-unité 40S »). L’équipe de Beckmann a utilisé la cryo-microscopie électronique pour déterminer les buildings de plusieurs précurseurs de la sous-unité 40S isolée à partir de cellules humaines et suivre le cours de sa maturation. « Cette étude fait suite à un projet antérieur, dans lequel nous avons obtenu un premier aperçu du processus », explique Michael Ameismeier. Il est doctorant dans l’équipe de Beckmann et auteur principal du nouveau rapport, qui traite des étapes finales de l’assemblage de la petite sous-unité.


À ce stade tardif du processus, une extrémité de l’ARN ribosomal associé à la petite particule dépasse du corps de la sous-unité immature. La dernière étape de la maturation de la sous-unité 18S consiste en l’élimination de ce segment désormais superflu. Pour s’assurer que cette réaction ne se produit pas prématurément, l’enzyme responsable – NOB1 – est maintenue dans un état inactif jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. La nouvelle étude montre que l’activation de NOB1 est précédée d’un changement de conformation qui entraîne le détachement d’un partenaire de liaison de l’enzyme. Cela déclenche à son tour un réarrangement structurel dans NOB1 lui-même, qui permet à l’enzyme de couper le phase d’ARNr en saillie. « L’activation de NOB1 est coordonnée par une autre enzyme », explique Ameismeier. Avec une protéine que nous avons découverte – qui ne se trouve pas dans la levure – cette dernière enzyme s’insère comme un coin dans la sous-unité 40S en cours de maturation, ce qui facilite le changement conformationnel décisif de NOB1.  »

Les auteurs ont également montré qu’une autre protéine non trouvée dans la levure joue (encore) un rôle énigmatique dans la maturation de la sous-unité 40S. « Cela démontre l’importance de considérer le système humain séparément des autres modèles expérimentaux », déclare Beckmann. L’utilisation du système de levure évolutivement additionally uncomplicated est suffisante pour une compréhension de foundation du processus. Mais certains syndromes pathologiques ont été liés à des erreurs de biogenèse ribosomale chez l’homme, ce qui fournit une justification évidente à l’étude de l’assemblage ribosomal dans les systèmes cellulaires humains.