Comprendre une protéine importante au niveau atomique

Comprendre comment les protéines interagissent les unes avec les autres et au sein des cellules cérébrales est essentiel pour déterminer comment commence la maladie de Parkinson et découvrir des façons de l’arrêter ou de la prévenir.

À l’Université de Guelph, le professeur Vladimir Ladizhansky, biophysicien, utilise la résonance magnétique nucléaire pour examiner la façon dont la protéine alpha synucléine interagit avec les membranes cellulaires. Il utilise la résonance magnétique nucléaire comme technique d’imagerie pour examiner ce processus au niveau atomique.

Les chercheurs savent déjà que cette protéine inhabituelle est au cœur de la maladie de Parkinson. Des agrégats toxiques de protéines alpha synucléine difformes s’accumulent dans les cellules du cerveau qui produisent la dopamine, une substance chimique qui envoie des signaux pour diriger la fonction motrice du corps.

Ces agrégats, aussi appelés fibrilles, tuent les cellules dopaminergiques du cerveau, ce qui cause des symptômes moteurs de la maladie de Parkinson comme des tremblements et de la rigidité.

Ladizhansky croit que l’interaction entre l’alpha synucléine et les membranes cellulaires peut moduler le processus d’agrégation dans les neurones. Dans certains cas, l’interaction favorise la formation de ces agrégats, mais à d’autres endroits, l’interaction peut aider à les dissoudre.

« Nous essayons de comprendre ce qui contrôle exactement ce processus, à savoir dans quelles conditions les membranes cellulaires dissolvent ces fibrilles et dans quelles conditions elles les favorisent », explique M. Ladizhansky.

La résonance magnétique nucléaire lui permet d’observer le processus pendant qu’il se produit au niveau atomique dans les cellules.

« Si nous comprenons mieux comment les choses fonctionnent, nous pouvons espérer mieux les contrôler et peut-être trouver un moyen d’entraver la production des fibrilles ou de les dissoudre », ajoute-t-il.

Examiner ce processus est difficile parce que l’alpha synucléine ne se comporte pas comme la plupart des autres protéines. Plutôt que d’avoir une structure tridimensionnelle bien définie et facile à modéliser, comme la plupart des protéines, l’alpha synucléine est ce que Ladizhansky appelle « intrinsèquement désordonné ». Elle n’a pas de structure particulière en soi et change de forme en fonction de ses interactions avec d’autres protéines ou molécules.

Ladizhansky se concentre sur l’acquisition de connaissances fondamentales dans le cadre de sa recherche et non sur l’application.

« Il y a un long chemin à parcourir entre ce que nous faisons, qui est de la biologie structurelle fondamentale, et les applications médicales. »

Pendant son enfance en Russie, M. Ladizhansky a été inspiré à suivre les traces de Lev Landau, lauréat d’un prix Nobel, dans le domaine de la physique en lisant un livre sur le célèbre cofondateur de la théorie quantique de la matière condensée.

Comme d’autres chercheurs fondamentaux, M. Ladizhansky croit que la clé de toute percée ultérieure dans le traitement de la maladie de Parkinson est de comprendre d’abord comment et pourquoi la maladie apparaît.

« On ne peut pas rien faire sans ce savoir », précise-t-il.

 

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