La synthèse des protéines étudiée dans les cellules souches pour la première fois

Une nouvelle percée dans le domaine de la recherche sur les cellules souches a été réalisée grâce aux scientifiques de l’Institut de recherche du Centre médical des enfants de l’UT Southwestern Medical Center à Dallas, au Texas.

Les chercheurs affirment que la synthèse des protéines - un processus biologique essentiel - peut être étudiée dans les cellules souches adultes. C'est quelque chose que les scientifiques étaient auparavant incapables d'accomplir.

On pense que de nombreuses maladies dégénératives et certains cancers sont liés à des mutations qui affectent le processus de synthèse des protéines. Mais les experts ont été incapables de déterminer pourquoi cela se produit.

Par conséquent, la découverte de l'équipe est importante pour améliorer la compréhension de la synthèse des protéines et expliquer pourquoi les changements dans le processus sont liés au développement de maladies.

La recherche s'est appuyée sur des travaux antérieurs utilisant un antibiotique modifié, appelé puromycine, pour permettre de voir et de mesurer la quantité de protéines synthétisée dans l'organisme.

Les cellules souches nécessitent un taux régulé de synthèse protéique

À l'aide de ce réactif, l'équipe de l'Institut de recherche du centre médical pour enfants (CRI) a découvert que différents types de cellules sanguines produisent différentes quantités de protéines par heure. En outre, les cellules souches synthétisent des quantités beaucoup plus faibles de protéines que les autres cellules hématopoïétiques.

Selon l'auteur principal du journal, le directeur du CRI, le Dr Sean Morrison, cette découverte "suggère que les cellules souches hématopoïétiques requièrent un taux de synthèse protéique inférieur à celui des autres cellules hématopoïétiques".

Les chercheurs ont testé leurs résultats à l'aide de souris. Ils ont constaté que lorsqu'une mutation génétique dans un composant de la machine qui fabrique des protéines - appelée ribosome - était présente, la production de protéines dans les cellules souches était réduite de 30%.

Dans un autre groupe de souris, les scientifiques ont tenté d'augmenter le taux de synthèse des protéines en supprimant le gène suppresseur de tumeur Pten dans des cellules souches hématopoïétiques. Cela a eu pour effet d'altérer la fonction des cellules souches.

Ces observations confirment que les cellules souches hématopoïétiques nécessitent un taux de synthèse protéique très régulé. Par conséquent, toute augmentation ou diminution de la vitesse de synthèse entraînait un fonctionnement moins efficace des cellules souches.

"C'était comme si deux torts avaient raison"

Mais il y avait une autre torsion. Dr. Morrison explique:

"Étonnamment, lorsque les souris mutantes ribosomales et les souris mutantes Pten ont été élevées ensemble, la fonction des cellules souches est revenue à la normale et nous avons considérablement retardé, et dans certains cas complètement bloqué, le développement de la leucémie.

Tout cela s'est produit parce que la production de protéines dans les cellules souches est revenue à la normale. C'était comme si deux torts avaient fait un droit. "

"Beaucoup de gens pensent que la synthèse des protéines est une fonction de ménage, en ce sens qu'elle se produit en coulisse dans toutes les cellules", explique le Dr Robert A.J. Signer, chercheur postdoctoral et premier auteur de l'étude.

"La réalité est que beaucoup de fonctions de maintenance sont hautement réglementées", ajoute le Dr Signer, "elles n'ont tout simplement pas été suffisamment étudiées pour reconnaître la différence entre les cellules. Je pense que ce que nous voyons dans cette étude n'est que la pointe du iceberg, où le processus de production de protéines est probablement très différent selon les types de cellules. "

Dr. Morrison dit que les résultats de l'équipe ont mis au jour de nouveaux domaines de la biologie cellulaire que personne n'a jamais vu auparavant, ajoutant que:

"Personne n'a jamais étudié la synthèse des protéines dans les cellules souches somatiques. Cette découverte nous apprend non seulement quelque chose de nouveau sur la régulation des cellules souches, mais ouvre la possibilité d'étudier les différences de synthèse protéique entre plusieurs types de cellules."

Il continue:

"Nous pensons qu'il existe un monde de biologie encore inconnu qui permet à différents types de cellules de synthétiser des protéines à des taux différents et de différentes manières, et que ces différences sont importantes pour la survie cellulaire."

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