Dévoiler le mystère des protéines BeeR
Une nouvelle famille de protéines bactériennes révèle des structures et des fonctions uniques.
Julien R.C. Bergeron, Shamar L. M. Lale-Farjat, Hanna M. Lewicka, Chloe Parry, Justin M. Kollman
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Table des matières
- Découverte de nouvelles protéines semblables à l’actine bactérienne
- La structure des filaments de BeeR
- Cryo-microscopie électronique : un aperçu plus proche
- BeeR et son domaine N-terminal désordonné
- Propriétés et fonctions de BeeR
- Comparaisons avec d'autres protéines semblables à l’actine
- La vue d'ensemble : comprendre la diversité de l’actine
- Conclusion : des protéines en action !
- Source originale
L’Actine est une petite protéine mais super puissante qui joue un rôle essentiel dans la structure et le fonctionnement des cellules. Pense à l’actine comme l’un des blocs de construction de la vie. Ces protéines s’assemblent pour former de longues chaînes ou Filaments, aidant les cellules à garder leur forme, à bouger et même à se diviser. Quand l’actine se lie à une molécule appelée ATP, elle peut s’associer à d’autres protéines d’actine pour créer ces filaments. Mais quand l’ATP est épuisé, les filaments se désassemblent. C’est un peu comme un set de LEGO que tu peux construire et démonter encore et encore !
En plus de l’actine, il existe des protéines similaires trouvées chez les bactéries. Ces protéines bactériennes aident à maintenir la forme et la structure des bactéries, un peu comme l’actine le fait dans les cellules plus grandes. Chaque type de protéine bactérienne a son propre boulot. Par exemple, certaines protéines gardent les bactéries en forme de bâton bien alignées, tandis que d’autres aident à diviser la cellule bactérienne pendant la reproduction. Elles ne portent peut-être pas de capes, mais ces protéines ont vraiment leurs super pouvoirs !
Découverte de nouvelles protéines semblables à l’actine bactérienne
Des chercheurs se demandaient s’il existait d’autres types de protéines semblables à l’actine. Ils ont décidé de fouiller dans une grande base de données contenant des infos sur les bactéries, à la recherche de nouvelles protéines qui pourraient avoir des formes et des fonctions intéressantes. Après quelques recherches, ils ont trouvé un groupe de protéines liées à une protéine d’actine bactérienne connue appelée MamK. Ce nouveau groupe de protéines a été trouvé surtout dans un groupe de bactéries appelées Verrucomicrobiota, qui vivent dans des endroits comme le sol et même dans nos intestins.
Qu’est-ce qui rend ces protéines spéciales ? Elles ont quelques caractéristiques en commun avec l’actine, comme certaines parties qui se lient à l’ATP. Mais elles ont aussi une touche unique : elles ont des sections supplémentaires qui ne sont pas bien définies et semblent « flotter ». Cette partie désordonnée les rend assez différentes des protéines ressemblant habituellement à l’actine.
La structure des filaments de BeeR
Quand les chercheurs ont regardé de plus près ces protéines nouvellement découvertes, ils ont remarqué quelque chose de surprenant : elles forment une structure de filaments vraiment cool en trois brins qui ressemble à des rails tordus ! C'est assez différent des structures à deux brins trouvées dans beaucoup d'autres protéines semblables à l’actine. Cette nouvelle formation de filaments suggère que BeeR, comme ils ont nommé cette famille de protéines, a ses propres règles pour construire des structures.
Pour confirmer les résultats, les chercheurs ont soumis la protéine BeeR à une série de tests. Ils ont découvert qu'elle pouvait facilement se lier à l’ATP pour former ces fascinants filaments. Cependant, ils ont noté quelque chose d’intéressant ; à haute concentration de la protéine, les filaments de BeeR pouvaient encore se former même s’ils étaient liés à une autre molécule appelée ADP, qui est une forme moins active de l’ATP. C’est comme avoir deux types de briques LEGO différentes qui peuvent toujours construire quelque chose d’incroyable !
Cryo-microscopie électronique : un aperçu plus proche
Pour vraiment comprendre la protéine BeeR et sa structure filamentaire, les scientifiques ont utilisé une technique sympa appelée cryo-microscopie électronique. Cela signifie qu'ils ont refroidi les protéines et les ont regardées sous un microscope très puissant pour voir comment elles sont arrangées. Imagine essayer de découvrir à quoi ressemble un flocon de neige avec une super loupe !
Quand ils ont fait ça, ils ont découvert que la structure du filament de BeeR n'est pas juste n'importe quelle forme ; c'est un tube creux ! Cette caractéristique unique aide BeeR à se démarquer parmi d'autres protéines semblables à l’actine. Le diamètre de ce tube est assez grand, ce qui le rend différent des autres protéines. En fait, il a un espace interne qui ressemble à un petit tunnel à l'intérieur ! Pense à ça comme un toboggan fancy — parfaitement conçu mais pas vraiment fait pour transporter des passagers !
BeeR et son domaine N-terminal désordonné
Un aspect intéressant de la protéine BeeR est sa section supplémentaire à l'extrémité, connue sous le nom de domaine N-terminal. Cette partie n’a pas de forme bien définie, ce qui est inhabituel. Les chercheurs se demandaient si cette section « ondulante » allait affecter la façon dont la protéine forme ses filaments. Pour tester ça, ils ont créé une version de BeeR sans le domaine N-terminal.
Étonnamment, la version modifiée pouvait encore former des filaments, mais ils avaient tendance à s'agglutiner en plus gros paquets. Cela signifie que le domaine N-terminal agit comme un manteau doux qui empêche les filaments de coller trop ensemble. Pense à ça comme une fête où tout le monde danse. S'il y a suffisamment d'espace (grâce au N-terminal), les danseurs peuvent s'éclater sans se marcher dessus !
Propriétés et fonctions de BeeR
La fonction exacte de la famille de protéines BeeR reste encore un mystère. Les chercheurs ne sont pas sûrs de quel rôle cela joue dans la vie des bactéries Verrucomicrobiota, mais le fait qu'on le trouve dans tout ce groupe suggère que c’est important.
La structure tubulaire à trois brins rend BeeR plus robuste que beaucoup d'autres protéines semblables à l’actine, ce qui pourrait changer la façon dont elle fonctionne dans une cellule. Bien qu'elle ne soit peut-être pas utilisée pour transporter des matériaux, elle pourrait offrir un soutien lors d'autres tâches cellulaires importantes.
Comparaisons avec d'autres protéines semblables à l’actine
Quand les chercheurs ont comparé BeeR à d'autres protéines semblables à l’actine bactérienne comme MamK, ils ont trouvé quelque chose d'intriguant : la façon dont elles sont construites est différente ! Alors que beaucoup de protéines semblables à l’actine ont tendance à former des structures à deux brins, l'arrangement à trois brins de BeeR est unique. Quelques détails dans leur structure montrent aussi que BeeR est conçu pour des rôles différents par rapport à ses homologues.
Les parties de BeeR qui se connectent à des sous-unités voisines dans le filament sont aussi assez différentes. Dans BeeR, chaque section interagit étroitement avec deux structures voisines, menant à une prise plus forte. En revanche, d'autres protéines semblables à l’actine ont des modèles de connexions différents, leur permettant de se comporter autrement.
La vue d'ensemble : comprendre la diversité de l’actine
L'étude de BeeR et de sa structure filamentaire unique ouvre de nouvelles idées sur la diversité des protéines semblables à l’actine. Avec tant de variations, les chercheurs peuvent mieux apprécier comment la vie a évolué au fil du temps et comment différentes protéines peuvent développer des formes et des fonctions spécifiques.
Comprendre ces différences n’est pas juste académique ; cela peut mener à de nouvelles idées sur comment les cellules fonctionnent, comment elles bougent et comment elles changent de forme. Ce savoir pourrait même être utile dans des applications médicales ou biotechnologiques, où nous exploitons la puissance de la nature.
Conclusion : des protéines en action !
En résumé, BeeR est un nouveau joueur fascinant dans le monde des protéines bactériennes. Avec sa structure à trois brins et ses propriétés uniques, elle se distingue des autres protéines semblables à l’actine. Même si nous ne savons pas encore tout sur sa fonction, les découvertes de cette protéine éclairent la complexité et la diversité de la vie à un niveau moléculaire.
Au fur et à mesure que la recherche se poursuit, qui sait quels autres secrets ces petites protéines vont révéler ? Elles pourraient bien détenir les clés de certains des plus grands mystères de la vie — ou du moins quelques blagues sur la façon dont les protéines aiment faire la fête !
Source originale
Titre: A family of bacterial actin homologues forms a 3-stranded tubular structure
Résumé: The cytoskeleton plays a critical role in the organization and movement of cells. In Eukaryotes, actin filaments polymerize into a highly conserved double-stranded linear filamentous structure in the presence of ATP, and disassemble upon ATP hydrolysis. Bacteria also possess actin-like proteins, that drive fundamental cellular function, including cell division, shape maintenance, and DNA segregation. Like eukaryotic actin, bacterial actins assemble upon ATP binding. Longitudinal interactions between bacterial actin protomers along each strand are conserved with eukaryotic actin, but variation in interactions between strands gives rise to striking diversity of filament architectures. Here, we report a family of bacterial actins of unknown function, conserved amongst the Verrucomicrobiota phylum, which assembles into a unique tubular structure in the presence of ATP. A cryo-EM structure of the filaments reveals that it consists of three strands, unlike other described bacterial actin structures. This architecture provides new insights into the organization of actin-like filaments, and has implications for understanding the diversity and evolution of the bacterial cytoskeleton.
Auteurs: Julien R.C. Bergeron, Shamar L. M. Lale-Farjat, Hanna M. Lewicka, Chloe Parry, Justin M. Kollman
Dernière mise à jour: 2024-12-11 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.07.565980
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.07.565980.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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