Étude de l'activité des kinases dans les cellules vivantes : les scientifiques construisent un outil d'enregistrement moléculaire
Surmonter les limites de l'imagerie optique
La capacité des protéines kinases à transférer un groupe phosphate aux protéines cibles joue un rôle important dans de nombreux processus cellulaires. Des scientifiques de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale à Heidelberg ont mis au point un nouvel outil moléculaire capable de surveiller ces activités kinases à la fois dans l'espace et dans le temps. Cela permet d'étudier le lien entre les activités des kinases et les phénotypes cellulaires dans des populations de cellules hétérogènes et in vivo.
Les protéines kinases, un sous-groupe important de kinases, contrôlent la plupart des processus cellulaires. Leur activité est cruciale pour les processus cellulaires réguliers, tandis qu'une activité kinase aberrante est impliquée dans de nombreuses maladies.
Surmonter les limites de l'imagerie optique
"Nous voulions trouver un moyen d'enregistrer les activités des kinases de manière évolutive et à haute résolution, sans les restrictions de l'imagerie optique. Au microscope, les observations sont généralement limitées à l'imagerie en temps réel d'un nombre relativement faible de cellules et ne sont pas facilement applicables aux tissus profonds", explique De-en Sun, qui a dirigé l'équipe du projet avec Kai Johnsson, directeur de l'Institut Max Planck (MPI) pour la recherche médicale.
La clé : convertir une activité kinase transitoire en un signal fluorescent stable
Avec leur enregistreur moléculaire Kinprola, les scientifiques de Max Planck ont trouvé un moyen de surmonter les limites de l'enregistrement optique en temps réel. Ils utilisent un commutateur moléculaire dépendant de la phosphorylation, un processus catalysé par les kinases. Lorsque cette kinase est activée, l'enregistrement est initié par le lavage d'un substrat fluorescent, qui permet de marquer les protéines Kinprola activées. L'enregistrement se termine par l'élimination du substrat par lavage. La population de Kinprola marquée reste stable dans le temps, tandis que le reste du pool de protéines Kinprola reste non marqué.
Cette procédure permet un enregistrement et une analyse découplés, en utilisant différentes techniques d'imagerie et de cytométrie de flux - une technique qui permet d'analyser et de trier les propriétés physiques et chimiques des cellules ou d'autres particules -, en fonction de l'expérience. Il convertit l'activité kinase transitoire en un signal fluorescent stable et se caractérise par sa grande polyvalence et son évolutivité. Kinprola fonctionne pour de multiples kinases et fonctionne in vivo. Dans le cerveau des souris, par exemple, Kinprola peut enregistrer l'activation de la PKA provoquée par l'injection d'un médicament.
Partenaires de coopération de la communauté scientifique de Heidelberg et de Chine
De-en Sun, du MPI pour la recherche médicale à Heidelberg, bénéficie d'une bourse de recherche Humboldt et d'une bourse postdoctorale interinstitutionnelle de la Health + Life Science Alliance Heidelberg Mannheim. Des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) et de l'Université de Heidelberg ont contribué à la transcriptomique (groupes de Frank Winkler et Wolfgang Wick) et au criblage CRISPR (groupe de Michael Boutros). Les scientifiques du groupe de Yulong Li de l'université de Pékin, en Chine, ont contribué aux expériences sur les souris.
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
De-en Sun, Siu Wang Ng, Yu Zheng, Shu Xie, Niklas Schwan, Paula Breuer, Dirk C. Hoffmann, Julius Michel, Daniel D. Azorin, Kim E. Boonekamp, Frank Winkler, Wolfgang Wick, Michael Boutros, Yulong Li, Kai Johnsson; "Molecular recording of cellular protein kinase activity with chemical labeling"; Nature Chemical Biology, 2025-7-10
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