Une équipe de chercheurs a découvert qu’une mutation dans une protéine ribosomique présente spécifiquement dans le cœur et le muscle squelettique entraîne une altération de la contractilité cardiaque chez la souris.
On a constaté que la mutation retardait le taux de traduction de l’ARNm, entraînant une collision des ribosomes et provoquant des anomalies de repliement des protéines. Les protéines anormales seraient alors ciblées et dégradées par le système de contrôle qualité de la cellule. De plus, alors que le déficit en protéine ribosomale, connue sous le nom de RPL3L, altérait la dynamique de traduction pour l’ensemble du tissu, ses effets étaient plus prononcés pour la contraction du muscle cardiaque liée aux protéines.
L’étude, publiée dans Communication Nature, éclaire de nouvelles perspectives sur la dynamique d’une molécule aussi fondamentale que les ribosomes. De plus, étant donné que des déficiences du gène RPL3L ont été découvertes chez des humains atteints de cardiomyopathie et de fibrillation auriculaire, l’équipe espère que leurs nouvelles découvertes pourront conduire à de futurs traitements.
Vous connaissez probablement le processus par lequel les cellules produisent les protéines et les molécules qui font fonctionner le corps. L’ADN est transcrit en ARN messager, ou ARNm, qui est ensuite utilisé comme modèle pour lier les acides aminés entre eux et construire une protéine. Au cœur du processus de construction des protéines se trouve le ribosome qui lit l’ARNm et traduit ce code en protéines.
En raison de sa fonction fondamentale, les ribosomes se trouvent dans toutes les cellules et on pensait qu’ils étaient généralement les mêmes. Cependant, des études récentes ont révélé l’existence de différences dans les structures ribosomiques.
« Ces différences dans une structure ribosomique se sont avérées conduire à une spécificité de traduction. Par exemple, certains ribosomes produisent mieux des protéines qui contrôlent le métabolisme ou le cycle cellulaire. C’est un nouveau concept appelé Ribosome Heterogeneity », explique Keiichi I. Nakayama de Kyushu. Institut médical de biorégulation de l’université qui a dirigé l’étude. « Nous avons émis l’hypothèse que cette hétérogénéité existe entre les tissus. Après avoir criblé les protéines ribosomiques spécifiques aux tissus, nous en avons trouvé une qui n’était exprimée que dans le cœur et les muscles squelettiques : RPL3L. »
Pour élucider la fonction de RPL3L, l’équipe a étudié le cœur de souris avec un gène RPL3L muté. Comme prévu, l’analyse échocardiographique a montré qu’ils avaient une contractilité cardiaque réduite. Leur prochaine étape était d’étudier pourquoi exactement cette mutation a conduit à une telle condition. Il s’avère que la mutation RPL3L provoquait un «embouteillage traductionnel» pour les protéines essentielles au bon fonctionnement du cœur.
Nous avons constaté que le mutant RPL3L retarderait la traduction des codons proline et alanine sur l’ARNm. Ce retard a provoqué la collision des ribosomes, ce qui a entraîné un repliement incorrect des protéines. Les protéines mal repliées seraient alors éliminées de la cellule par son système de contrôle qualité. Plus important encore, une grande partie des protéines mal repliées étaient celles impliquées dans la contraction cardiaque. »
Keiichi I. Nakayama de l’Institut médical de biorégulation de l’Université de Kyushu
L’équipe espère qu’en approfondissant notre compréhension de la dynamique de traduction des ribosomes tels que RPL3L, ils pourront mieux comprendre comment ses mutations génétiques – trouvées chez les patients atteints de cardiomyopathie dilatée et de fibrillation auriculaire – peuvent entraîner des maladies cardiaques.
« Nous développons chaque jour de nouvelles connaissances dans le domaine de la biologie et de la médecine, même dans quelque chose d’aussi fondamental que les ribosomes. Je suis impatient de voir ce que nous trouverons ensuite », conclut Nakayama.
