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Espoir de prévention de la cataracte de nouvelle vue rapprochée des protéines
Les chercheurs ont découvert des vues à l'échelle atomique d'une protéine oculaire qui maintient la transparence du cristallin dans l'?il humain, ce qui pourrait mener à de nouvelles méthodes de traitement et de prévention de la cataracte.
Une étude, publiée dans le La nature journal Biologie Structurale et Moléculaire, montre comment les scientifiques ont atteint des vues dynamiques d'une protéine trouvée uniquement dans les lentilles des yeux de mammifères - zéro aquaporine (AQP0).
Des chercheurs de l'Université de Californie-Irvine et du Janelia Farm Research Campus d'Ashurn, en Virginie, expliquent que la lentille de l'?il humain est composée de cellules uniques appelées fibres de lentilles contenant de l'eau et des protéines appelées cristallines.
Lorsque les fibres et les cristallins sont serrés, cela crée un "milieu uniforme" qui laisse passer la lumière à travers la lentille. Les scientifiques disent que lorsque le cristallin souffre d'un développement anormal ou de changements liés à l'âge, cela peut conduire à une cataracte.
Les chercheurs notent que si le gène AQP0 devient muté, cela peut être une cause de cataracte congénitale (dès la naissance) et pourrait augmenter le risque de cataracte liée à l'âge.
Lorsque les canaux AQP0 se ferment, cela est régulé par la calmoduline - une protéine sensible au calcium. Les scientifiques disent que le processus de la façon dont la calmoduline se déroule n'était pas clair auparavant, mais cette vision dynamique du canal AQP0 révèle un processus dans lequel la protéine "saisit" le canal ouvert, le forçant à se fermer.
Dr. Houmam Araj du National Eye Institute, explique:
"On pense que le canal AQP0 joue un rôle essentiel dans le maintien de la transparence de la lentille et dans la régulation du volume d’eau dans les fibres optiques.
Comment la vue en gros plan a été réalisée
Pour avoir une vue rapprochée de la protéine AQP0 et de la calmoduline liées, les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique. Ils ont ensuite combiné les données de microscopie et les données précédentes recueillies à l'aide de la cristallographie - un processus dans lequel les protéines sont radiographiées après avoir été cristallisées.
Ce processus a permis de créer des modèles informatisés de la façon dont les deux protéines interagissent et a permis aux chercheurs d’identifier les éléments constitutifs essentiels des protéines (acides aminés) au sein d’AQP0.
Les scientifiques ont ensuite neutralisé individuellement les acides aminés dans le canal AQP0.
Les auteurs de l'étude expliquent que le canal AQP0 se compose de quatre «unités en forme de tonneau» regroupées les unes à côté des autres.
La vue en gros plan du canal AQP0 a révélé que la calmoduline se lie à une unité, puis à une autre, comme si "une paire de rênes" était saisie, expliquent les chercheurs.
Ils ajoutent que ce processus provoque la torsion du canal, permettant à certains acides aminés de chaque unité de dériver dans le c?ur du canal, bloquant ainsi le flux d'eau.
Traitement potentiel des cataractes?
Les cataractes sont décrites comme des zones nuageuses de la lentille. Ils peuvent se développer dans un ou les deux yeux. Bien qu'elles ne soient généralement pas douloureuses, elles peuvent affecter gravement la vision d'une personne et même entraîner la cécité. Les cataractes sont liées au vieillissement, mais d'autres facteurs de risque comprennent le tabagisme, le diabète et des facteurs génétiques.
Les chercheurs affirment que cette étude, financée par le National Eye Institute - qui fait partie des National Institutes of Health - pourrait mener à de nouvelles approches pour le traitement de la cataracte.
Le Dr James Hall, de l’Université de Californie, affirme que même si la chirurgie de la cataracte peut ces résultats "peuvent être un pas en avant pour apprendre à prévenir ou à retarder la cataracte".
Les chercheurs notent que, comme cette recherche révèle comment la calmoduline interagit avec divers canaux protéiques, elle pourrait également conduire à de nouveaux médicaments pour d'autres problèmes de santé courants.
Par exemple, ajoutent-ils, la calmoduline aide à maintenir le contrôle des canaux ioniques, le passage qui permet aux ions d’entrer et de sortir des cellules, ce qui est essentiel au déclenchement des cellules nerveuses, au rythme cardiaque et à la contraction musculaire.
Le canal aquaporin-0. Canal gauche ouvert, permettant aux molécules d'eau de passer (en rouge). À droite: fermé parce que les acides aminés ont basculé vers l'intérieur. Crédit: Nature Structural and Molecular Biology.
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