Une équipe de recherche du KAIST a identifié les principaux réseaux d'expression génique régulés par des protéines clés qui pilotent fondamentalement des phénomènes tels que le développement du cancer, les métastases, la différenciation tissulaire à partir de cellules souches et les processus d'activation neuronale. Cette découverte jette les bases du développement de technologies thérapeutiques innovantes.
Le 22 janvier, KAIST (représenté par le président Kwang Hyung Lee) a annoncé que l'équipe de recherche conjointe dirigée par les professeurs Seyun Kim, Gwangrog Lee et Won-Ki Cho du Département des sciences biologiques avait découvert des mécanismes essentiels contrôlant l'expression des gènes chez les animaux. cellules.
Les métabolites de l'inositol phosphate produits par les enzymes du métabolisme de l'inositol servent de messagers secondaires essentiels dans les systèmes de signalisation des cellules eucaryotes et sont largement impliqués dans le cancer, l'obésité, le diabète et les troubles neurologiques.
L’équipe de recherche a démontré que l’enzyme inositol polyphosphate multikinase (IPMK), un acteur clé du système métabolique de l’inositol, agit comme un activateur transcriptionnel essentiel au sein des principaux réseaux d’expression génique des cellules animales. Notamment, même si l’IPMK jouait auparavant un rôle important dans le processus de transcription régi par le facteur de réponse sérique (SRF), un facteur de transcription représentatif dans les cellules animales, le mécanisme précis de son action n’était pas clair.
Le SRF est un facteur de transcription contrôlant directement l’expression d’au moins 200 à 300 gènes, régulant la croissance, la prolifération, l’apoptose et la motilité cellulaires, et est indispensable au développement d’organes, comme celui du cœur.
L'équipe a découvert qu'IPMK se lie directement au SRF, modifiant ainsi la structure tridimensionnelle de la protéine SRF. Cette interaction facilite l'activité transcriptionnelle de divers gènes via le SRF activé par l'IPMK, démontrant que l'IPMK agit comme un interrupteur régulateur essentiel pour améliorer l'activité protéique du SRF.
L'équipe a en outre vérifié que les perturbations dans l'interaction directe entre IPMK et SRF conduisaient à une fonctionnalité et une activité réduites de SRF, entraînant de graves altérations de l'expression des gènes.
En soulignant l'importance de la région intrinsèquement désordonnée (IDR) dans le SRF, les chercheurs ont souligné l'importance biologique des protéines intrinsèquement désordonnées (IDP). Contrairement à la plupart des protéines qui adoptent des structures distinctes par repliement, les IDP, y compris celles possédant des IDR, ne présentent pas de structures spécifiques mais jouent des rôles biologiques cruciaux, attirant une attention particulière de la communauté scientifique.
Le professeur Seyun Kim a commenté : « Cette étude fournit un mécanisme vital prouvant que l'IPMK, une enzyme clé dans le système métabolique de l'inositol, est un activateur transcriptionnel majeur dans le réseau central d'expression génique des cellules animales. En comprenant des processus fondamentaux tels que le développement du cancer et les métastases. , la différenciation tissulaire à partir de cellules souches et l'activation neuronale via SRF, nous espérons que cette découverte mènera à une large application de technologies thérapeutiques innovantes.
Les résultats ont été publiés le 7 janvier dans la revue internationale Nucleic Acids Research (IF = 16,7, top 1,8 % en biochimie et biologie moléculaire), sous le titre « L'analyse d'une seule molécule révèle que l'IPMK améliore l'activité de liaison à l'ADN du facteur de transcription. SRF » (DOI : 10.1093/nar/gkae1281).
Cette recherche a été soutenue par le programme de recherche à mi-carrière de la Fondation nationale de recherche de Corée, le programme des principaux centres de recherche et le programme mondial des laboratoires de recherche, ainsi que par la Fondation scientifique Suh Kyungbae et le programme de développement technologique futur de Samsung.
