Une équipe de chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) et de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a fait une percée majeure dans la compréhension des mécanismes des protéines chaperonnes Hsp70, essentielles au bon fonctionnement cellulaire. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, révèlent comment ces molécules génèrent la force nécessaire pour manipuler d'autres protéines, mettant ainsi fin à une décennie de débats scientifiques.
Les protéines jouent un rôle central dans le corps humain, assurant des fonctions vitales allant de la régulation enzymatique à la structure des cellules. Cependant, leur bon fonctionnement dépend de leur capacité à adopter des formes tridimensionnelles spécifiques. Un repliement incorrect peut entraîner des maladies graves, telles que le cancer ou les maladies neurodégénératives. Heureusement, notre corps possède un système sophistiqué de contrôle de la qualité des protéines, dont les chaperons Hsp70 sont des acteurs clés.
Les chaperons Hsp70 supervisent un large éventail de processus biologiques, notamment en facilitant le repliement et le transport des protéines à travers différents compartiments cellulaires. Mais pendant des décennies, le mécanisme précis par lequel ces chaperons accomplissent leur mission est resté flou, suscitant de nombreux débats parmi les scientifiques.
L'un des points de discorde majeurs concernait la manière dont les Hsp70 parviennent à générer la force nécessaire pour manipuler les protéines clientes. Deux hypothèses principales étaient en compétition : le modèle "Power Stroke", qui supposait une force mécanique directe, et le modèle "Brownian Ratchet", qui s'appuyait sur des mouvements aléatoires. Cependant, une nouvelle théorie a vu le jour en 2006, l'Entropic Pulling (traction entropique), proposée par le professeur Paolo De Los Rios de l’EPFL et ses collègues. Cette théorie restait toutefois à confirmer.
Aujourd'hui, une équipe dirigée par la professeure Chan Cao à l'UNIGE, en collaboration avec l'EPFL, a enfin apporté des preuves expérimentales en faveur de l'Entropic Pulling. Grâce à une technologie de pointe utilisant des nanopores, les chercheurs ont pu recréer in vitro la translocation des protéines et observer directement le mécanisme en action. Leurs résultats montrent que les Hsp70 génèrent une force entropique d'environ 46 piconewtons, ce qui explique leur efficacité dans la manipulation des protéines clientes.
Cette avancée ne se contente pas de résoudre une énigme scientifique de longue date. Elle ouvre également de nouvelles perspectives pour la compréhension des maladies liées aux protéines mal repliées et pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques. De plus, elle positionne la détection par nanopores comme un outil puissant pour explorer les mécanismes moléculaires des protéines.
Cette découverte marque un tournant dans la recherche sur les chaperons moléculaires et pourrait à terme influencer des domaines aussi divers que la biophysique, la médecine et la nanotechnologie.