LOGISTIQUE DU CERVEAU : le chaînon manquant explique l'ARNm d

Des équipes des instituts MPI de Dresde, Dortmund, Francfort-sur-le-Main et Göttingen ont uni leurs forces pour obtenir la première preuve d'un complexe protéique responsable du transport de l'ARN messager dans les neurones

Institut Max Planck de physiologie moléculaire

image : FERRY peut circuler dans les deux sens le long des réseaux routiers intracellulaires.Voir plus

Crédit : Schuhmacher et al. (2023) / MPI-CBG

Lointain si proche!

"Ces publications constituent une avancée majeure pour élucider les mécanismes sous-jacents à la distribution de l'ARNm dans les cellules cérébrales", déclare Marino Zerial. Les cellules produisent des protéines vitales en utilisant l'ARNm comme modèle et les ribosomes comme imprimantes 3D. Pourtant, les cellules cérébrales ont un défi logistique à surmonter : une forme arborescente avec des branches qui peuvent s'étendre sur plusieurs centimètres dans le cerveau. "Cela implique que des milliers d'ARNm doivent être transportés loin du noyau, ce qui ressemble à l'effort logistique consistant à approvisionner correctement les supermarchés dans tout un pays", explique Jan Schuhmacher, premier auteur de l'étude.

Jusqu'à présent, les chercheurs attribuaient le rôle de porteur à des compartiments sphériques à l'intérieur de la cellule, appelés endosomes tardifs. Cependant, les scientifiques du MPI affirment qu'une forme différente des compartiments, appelée endosomes précoces (EE), convient également comme porteurs d'ARNm, en raison de leur capacité à se déplacer dans les deux sens le long des réseaux routiers intracellulaires. Dans la première publication, dirigée par Marino Zerial du MPI à Dresde, les scientifiques ont découvert la fonction d'un complexe protéique qu'ils ont appelé FERRY (Five-subunit Endosomal Rab5 and RNA/ribosome intermediarY). Dans les neurones, FERRY est lié aux EE et fonctionne de manière similaire à une sangle d'arrimage pendant le transport : il interagit directement avec l'ARNm et le maintient sur les EE, qui deviennent ainsi des supports logistiques pour le transport et la distribution de l'ARNm dans les cellules cérébrales.

Détails complexes

Mais comment FERRY se lie-t-il à l'ARNm ? C'est alors qu'entre en jeu le groupe de Stefan Raunser du MPI Dortmund. Dans la deuxième publication, Dennis Quentin et al. utilisé la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) pour déduire la structure de FERRY et les caractéristiques moléculaires qui permettent au complexe de se lier à la fois aux EE et aux ARNm. Le nouveau modèle atomique 3D de FERRY, avec une résolution de 4 Ångströms, montre un nouveau mode de liaison de l'ARN, qui implique des domaines enroulés. Les scientifiques ont également expliqué comment certaines mutations génétiques affectent la capacité de FERRY à lier l'ARNm, entraînant ainsi des troubles neurologiques. "Notre recherche jette les bases d'une compréhension plus complète des troubles neurologiques causés par une défaillance du transport ou de la distribution de l'ARNm qui pourrait également conduire à l'identification de cibles thérapeutiquement pertinentes", a déclaré Raunser.

Cellule moléculaire

10.1016/j.molcel.2023.05.009

Étude expérimentale

Cellules

Base structurelle de la liaison de l'ARNm par le complexe effecteur humain FERRY Rab5

1-juin-2023

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