Comment la cellule sait où expédier chaque nouvelle protéine
Pour qu’une cellule fonctionne correctement, chacune des millions de protéines qui la composent doit être au bon emplacement : certaines à la surface de la cellule, d’autres dans des organites intracellulaires spécifiques comme l’appareil de Golgi ou le réticulum endoplasmique. Pour assurer ce triage, chaque protéine porte des séquences spécifiques qui indiquent à la cellule sa destination finale. Certaines de ces séquences de triage sont bien connues, comme celles qui permettent à certaines protéines de se concentrer dans le noyau de la cellule. Cependant, malgré des décennies de recherches, d’autres séquences de triage restent mal comprises.
Deux éléments suffisent comme adresse
Dans une récente étude publiée dans la revue Journal of Cell Science, les scientifiques du laboratoire du Pr. Pierre Cosson ont déterminé le système de triage qui assure la localisation des protéines dites membranaires, soit celles qui s’ancrent à une membrane. La longueur de la partie de la protéine insérée dans la membrane, le domaine transmembranaire, est un premier élément essentiel. Un long domaine transmembranaire expédie la protéine à la surface de la cellule (partie de gauche de la Figure ci-dessous), alors qu’un court domaine la retient dans un organite intracellulaire (partie de droite de la Figure ci-dessous).
Mais lequel ? Appareil de Golgi ou réticulum endoplasmique ? Un deuxième élément clé pour le triage des protéines est leur orientation dans la membrane. Les protéines de type 1 ayant leur extrémité dite C-terminale dans le cytosol et un domaine transmembranaire court, restent dans le réticulum endoplasmique. Les protéines de type 2 ayant leur autre extrémité (N-terminale) dans le cytosol et un domaine transmembranaire court, restent dans l’appareil de Golgi.
Le système de triage des protéines se base sur deux éléments, la longueur du domaine transmembranaire (longueur des cylindres) et l’orientation des protéines dans la membrane (type 1 ou type 2). © UNIGE – Véronique Rosset
Potentielles implications
Cette découverte révèle l’adresse portée par chaque protéine, et comment elle indique si elle doit être transportée vers le réticulum endoplasmique ou l’appareil de Golgi. L’étape suivante consistera à identifier comment la cellule reconnait cette adresse, et telle un facteur diligent, assure le transport de chaque protéine vers sa destination finale.