Tout en équilibre ? Comment un interrupteur moléculaire contrôle le métabolisme des lipides
L'hyperactivité ou l'absence de protéines interrompt le flux d'énergie
Le métabolisme des graisses joue un rôle essentiel dans la production d'énergie de notre organisme. Une équipe de chercheurs de l'université de Bâle a découvert un interrupteur moléculaire qui régule le métabolisme des lipides dans nos cellules. Cet interrupteur contrôle le stockage ou la conversion des lipides en énergie.
Deux images microscopiques fluorescentes : Au site de contact entre la mitochondrie (rouge) et la gouttelette lipidique (turquoise), la protéine Arf1 (verte) veille à ce que les lipides soient transportés dans la mitochondrie, où ils sont convertis en ATP, le donneur d'énergie.
University of Basel, Biozentrum
Tous les organismes ont besoin d'énergie pour vivre. Nous obtenons de l'énergie à partir de divers composants de notre alimentation. Notre corps utilise directement une partie de cette énergie et stocke le reste. Alors que le glucose est une source d'énergie immédiatement disponible, les graisses sont stockées comme réserve d'énergie sous forme de gouttelettes lipidiques à l'intérieur de nos cellules.
Lorsque l'organisme a besoin d'énergie à partir de ces réserves de graisse, les lipides sont transportés vers les mitochondries - la centrale énergétique de la cellule. Là, les lipides sont convertis en ATP (adénosine triphosphate), une molécule clé qui fournit de l'énergie aux cellules.
Mais de quelle quantité d'énergie notre corps a-t-il besoin à partir de ces réserves d'énergie ? Quelle proportion de lipides doit être convertie en ATP ? Quand ce processus doit-il commencer et quand doit-il se terminer ? L'équipe de recherche dirigée par le professeur Anne Spang au Biozentrum de l'université de Bâle a étudié de plus près le métabolisme des lipides dans des cellules de levure et des cellules humaines. Les scientifiques ont découvert qu'une protéine appelée Arf1 fonctionne comme un interrupteur moléculaire, régulant ces processus. Les résultats ont été publiés récemment dans "Nature Cell Biology".
Arf1 modifie le site de contact
"Arf1 est une protéine qui nous est familière. Nous savons déjà qu'elle a plusieurs fonctions dans l'appareil de Golgi, la station de triage de la cellule. Nous avons maintenant découvert qu'Arf1 joue également un rôle dans la régulation du métabolisme énergétique dans les mitochondries", explique le Dr Ludovic Enkler, premier auteur de l'étude. "Arf1 assure le transport des lipides des gouttelettes lipidiques vers les mitochondries". Les chercheurs supposent que l'Arf1 modifie l'environnement du site de contact entre les gouttelettes lipidiques et les mitochondries, permettant ainsi aux lipides de pénétrer dans les mitochondries.
Lorsque l'organisme signale un besoin d'énergie, Arf1 permet aux lipides d'entrer dans les mitochondries. Une fois la demande d'énergie satisfaite, le transport s'arrête. "Ainsi, le système ne fonctionne que lorsque la boucle de rétroaction des besoins énergétiques fonctionne", explique Ludovic Enkler.
L'hyperactivité ou l'absence d'Arf1 stoppe le flux d'énergie
"Toutefois, si la protéine Arf1 est absente ou trop active, le système entier se déséquilibre", explique Anne Spang. "Dans les deux cas, le contrôle en retour entre la demande et la production ne fonctionne pas, ce qui entraîne une fourniture insuffisante d'énergie sous forme d'ATP. Par conséquent, les acides gras s'accumulent dans les gouttelettes lipidiques".
La sensibilité et la complexité du métabolisme lipidique deviennent évidentes lorsqu'on examine les différents troubles du métabolisme lipidique. Même les plus petites erreurs dans le métabolisme des lipides peuvent entraîner un taux élevé de cholestérol (taux de lipides dans le sang), augmentant ainsi le risque de maladies cardiovasculaires, d'obésité ou de diabète.
En utilisant des techniques avancées telles que la protéomique spatiale, qui peut être utilisée pour étudier toutes les protéines sur différentes structures cellulaires, l'équipe de recherche vise à identifier les composants individuels impliqués dans le processus de rétroaction de la protéine Arf1 dans les cellules. Leur objectif est d'élucider en détail le trafic des lipides sur les sites de contact entre les gouttelettes lipidiques et les mitochondries.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Ludovic Enkler, Viktoria Szentgyörgyi, Mirjam Pennauer, Cristina Prescianotto-Baschong, Isabelle Riezman, Aneta Wiesyk, Reut Ester Avraham, Martin Spiess, Einat Zalckvar, Roza Kucharczyk, Howard Riezman, and Anne Spang: Arf1 coordinates fatty acid metabolism and mitochondrial homeostasis. Nature Cell Biology (2023)
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