Des scientifiques ont compté toutes les molécules de protéine présentes dans une cellule et la réponse est : 42 (millions). Des biologistes ont utilisé la réponse de La grande question sur la vie, l’univers et le reste. Soit The Ultimate Question of Life, the Universe and Everything dans sa version originale, qui est, dans l’œuvre de science-fiction de Douglas Adams : « Le Guide du voyageur galactique », la question ultime concernant le sens de la vie.

Dans l’œuvre, c’est le nombre 42 qui est suggéré comme réponse. Mais le problème, c’est que personne n’a jamais su la question précise. Dans l’histoire, la réponse est cherchée par un super-ordinateur des « pensées profondes ». Cependant, ce dernier n’était pas assez puissant pour fournir également la question ultime, après avoir cherché la réponse durant 7,5 millions d’années…

Quoi qu’il en soit, dans ce cas précis, la question à laquelle ont répondu les biologistes est : « combien de millions de molécules de protéines y a-t-il dans une seule cellule ? ». Et comme vous le savez déjà si vous avez bien lu le premier paragraphe, cette réponse est 42.

Étant donné que les cellules sont les unités structurales de base de tous les organismes vivants que nous connaissons, l’équipe de recherche de l’Université de Toronto au Canada, n’aurait pas pu arriver à une conclusion plus appropriée, mais son but n’était pas de chercher à vérifier les écrits de Douglas Adam.

Les protéines sont des molécules très importantes à l’intérieur de nos cellules. En effet, leur activité détermine la manière dont nos cellules fonctionnent et communiquent les unes avec les autres. En plus de cela, le protéome d’une cellule (l’ensemble des protéines dans une cellule, ou dans un groupe de cellules) est très dynamique, constamment affecté par les changements environnementaux ainsi que par différentes contraintes.

Compte tenu de l’importance fondamentale des protéines, il n’est pas surprenant que les biologistes aient besoin de savoir précisément combien il y en a, s’ils souhaitent avoir une compréhension complète de ce qui se passe réellement à l’intérieur d’une cellule. Mais la difficulté à déterminer le nombre exact de protéines dans une cellule, se résume aux différentes méthodes et unités de mesure arbitraires utilisées par les scientifiques au fil des années.

« Malgré la nature exhaustive des études existantes concernant l’abondance des protéines, il reste difficile de déterminer si une abondance de protéines donnée, issue d’une étude individuelle, indépendamment des autres études d’abondance, est fiable et précise », écrit l’équipe dans son article.

L’étude a examiné les données de 21 analyses distinctes mesurant la quantité de protéines dans Saccharomyces cerevisiae, une espèce de levure unicellulaire qui sert d’organisme modèle classique en biologie cellulaire. Avec autant de données disponibles, les chercheurs ont sauté sur l’occasion de mettre en place une analyse complète, bien qu’ils aient dû convertir toutes les données en une seule référence analytique, dans un premier temps. « Il était difficile de conceptualiser combien de protéines il y a dans une cellule parce que les données ont été rapportées à des échelles radicalement différentes », explique l’un des membres de l’équipe de recherche, Brandon Ho.

L’équipe a établi que la quantité de molécules par cellule était « l’expression la plus intuitive de l’abondance des protéines » et a travaillé sur la normalisation des données, afin de faire correspondre ces échelles très différentes. Il est actuellement estimé que S. cerevisiae possède un protéome de 5858 protéines, et l’équipe a pu déterminer que dans une cellule de levure moyenne, les molécules de ces protéines s’élèveraient à 4,2 x 107, soit 42 millions. Cependant, ces protéines ne sont pas réparties de manière homogène : la plupart des types de protéines dans la cellule de levure posséderont entre 1000 et 10’000 molécules, quelques-unes en auront seulement une poignée, et d’autres pourraient en posséder jusqu’à un demi-million.

Non seulement les chercheurs ont permis d’établir un nombre fiable quant à la quantité de protéines dans la levure, mais les méthodes qu’ils ont conçues lors de cette étude pourraient aider à effectuer des recherches similaires sur les protéomes cellulaires humains à l’avenir. De plus, les chercheurs ont également mis en lumière le fait que l’apport d’une protéine est en corrélation avec son rôle dans la cellule, ce qui signifie que les données d’abondance pourront être utilisées afin de définir le rôle exact des protéines présentes dans chaque cellule.

Étant donné que de nombreuses maladies humaines, notamment la maladie d’Alzheimer et la SLA (sclérose latérale amyotrophique), impliquent un fonctionnement anormal des protéines de nos cellules, il est vital de faire des progrès dans ce domaine afin d’en apprendre davantage sur ces molécules cruciales.

Sources : Cell Systems, University of Toronto

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