Un allié discret : un précurseur de l'ubiquitine favorise la résistance au stress et la longévité
Cette découverte pourrait permettre d'améliorer le traitement du cancer et des maladies liées au vieillissement
Des chercheurs de l'université de Cologne et de l'université Heinrich Heine de Düsseldorf ont identifié une nouvelle forme d'ubiquitine dédiée à la protéostase et au vieillissement en bonne santé. Ils montrent que la CxUb, un terme court pour désigner l'ubiquitine à extension C-terminale, est nécessaire et suffisante pour surmonter le stress, une découverte qui ouvre de nouvelles voies pour le traitement du cancer et des maladies liées au vieillissement. L'étude intitulée "ubiquitin Precursor with C-terminal Extension promotes Proteostasis and Longevity", dirigée par le Dr Mafalda Escobar-Henriques (Institut de génétique et pôle d'excellence CECAD sur la recherche sur le vieillissement, Université de Cologne) et le professeur Dr Andreas Reichert (Institut de biochimie et de biologie moléculaire I, Université Heinrich Heine de Düsseldorf) a été publiée dans la revue Molecular Cell.
L'ubiquitine est une petite protéine dotée de nombreuses fonctions biologiques essentielles. Elle surveille notamment d'autres protéines pour détecter si elles sont endommagées ou si elles ne sont pas assemblées correctement. Si c'est le cas, elle les destine à la destruction. Ce processus est essentiel pour restaurer et maintenir la protéostase (homéostasie des protéines) dans les situations pathologiques et pour chronométrer avec précision la division cellulaire dans les cellules saines. Les médicaments actuellement utilisés, qui ciblent soit l'ubiquitine elle-même, soit la machinerie de dégradation, peuvent être très efficaces dans le traitement du cancer, mais ils s'accompagnent également d'effets secondaires importants, notamment des problèmes gastro-intestinaux, des lésions nerveuses, de la fatigue, des problèmes cardiovasculaires, etc.
Les équipes de recherche des deux universités ont découvert qu'en réponse au stress, les cellules de la levure de boulangerie S. cerevisiae et du nématode C. elegans engagent une forme unique de précurseur d'ubiquitine qui s'est avérée essentielle à la survie des deux organismes. Ce précurseur d'ubiquitine, CxUb, est universellement présent dans tous les organismes eucaryotes, mais jusqu'à présent, il a été largement négligé et considéré comme inactif.
Pour comprendre le rôle unique de la CxUb, les chercheurs l'ont comparée à l'ubiquitine standard et ont découvert que seule la CxUb est capable d'amplifier le marquage de l'ubiquitine sur d'autres protéines anormales, augmentant ainsi considérablement leur destruction. Sous l'effet du stress, la CxUb passe du statut de précurseur à celui de molécule active qui est incorporée dans les protéines défectueuses, mais n'interfère pas avec les fonctions d'entretien de l'ubiquitine dans les cellules saines. Cela lui permet de soutenir la régénération saine de l'organisme.
"Cette stratégie de défense très simple et rapide permet aux cellules de cibler spécifiquement les agrégats de protéines nuisibles ou les mitochondries endommagées. En ciblant les sources de stress cellulaire, la CxUb dote les organismes étudiés d'outils qui leur permettent de vieillir en bonne santé", explique Andreas Reichert, senior et co-auteur de la correspondance. La CxUb étant commune à tous les organismes complexes, l'équipe de recherche pense que cette fonction fonctionne de la même manière chez l'homme. "Cette découverte devrait ouvrir de nouvelles perspectives très intéressantes dans les domaines du vieillissement et des maladies associées à l'âge, car le ciblage spécifique de la CxUb pourrait améliorer considérablement les thérapies actuelles contre le cancer et les maladies neurodégénératives en réduisant leurs effets secondaires", a ajouté Mafalda Escobar-Henriques, chercheuse principale et auteure principale. Étant donné que la CxUb a été capable de résoudre tous les stress auxquels les cellules de levure ont été exposées en laboratoire, l'équipe de recherche pense que cela pourrait également être le cas pour les maladies associées à l'âge qui sont liées à des défauts de protéostase - comme le cancer et les maladies neurodégénératives. D'autres recherches sont prévues pour vérifier l'importance de la CxUb pour ces cibles.
Les auteurs ont utilisé une combinaison de techniques de pointe en protéomique, microscopie et biochimie, principalement grâce aux installations du pôle d'excellence CECAD sur la recherche sur le vieillissement et au soutien du Centre de médecine moléculaire de Cologne (CMMC). Cette nouvelle découverte sur la façon dont les cellules gèrent le stress a été possible grâce à une collaboration très fructueuse entre différents laboratoires des universités de Cologne et de Düsseldorf. Le travail a été soutenu par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) dans le cadre des centres de recherche collaborative 1208, 1218, 1310 et 1535. Le Dr Escobar-Henriques est particulièrement reconnaissant au programme Plus 3 de la Fondation Boehringer Ingelheim.
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
Selver Altin, Tânia Simões, Christina Behrendt, Vincent Anton, Dennis Domke, Kai Mayor Völtzke, Rajesh Kumar, Hendrik Nolte, Thomas Hermanns, Nahal Brocke-Ahmadinejad, Katja Bendrin, Marcel Zimmermann, Reinhard Büttner, Natascia Ventura, Marcus Krüger, R. Jürgen Dohmen, Kay Hofmann, Thorsten Hoppe, Andreas S. Reichert, Mafalda Escobar-Henriques; "Ubiquitin precursor with C-terminal extension promotes proteostasis and longevity"; Molecular Cell, Volume 85
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