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PROXIMA 2 fête son premier anniversaire

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Publié le lundi 28 avril 2014 11:05

Le 21 mars 2014, la ligne de lumière PROXIMA 2 du synchrotron SOLEIL a célébré sa première année d’ouverture aux utilisateurs externes issus de la communauté scientifique française et des pays voisins. PROXIMA 2 est à la pointe de la caractérisation de la structure 3D des macromolécules biologiques à résolution atomique : protéines, ADN et ARN, ainsi que leurs assemblages et complexes qui forment notamment ribosomes et virus. L’arrangement des atomes (parfois plusieurs milliers) dans les molécules biologiques détermine leurs fonctions biochimiques. Comme ces molécules ne font que quelques nanomètres, la cristallographie de rayons X est la méthode la plus commune utilisée pour déterminer l’agencement atomique. Mais les scientifiques doivent faire face à un problème majeur : comment créer des molécules suffisamment grosses et de bonne qualité pour pouvoir être étudiées ?

L’obtention du cristal adéquat peut demander des centaines de tests, et des centaines de cristaux doivent être analysés sous rayons X avant de déterminer une structure 3D. L’extrême focalisation du faisceau de rayons X sur PROXIMA 2 permet d’étudier les cristaux les plus petits, ce qui représente des mois de travail gagnés par les scientifiques sur la préparation des cristaux.

Par ailleurs, les cristaux de biomolécules sont rarement des objets isolés. En fait, ils sont souvent craquelés, déformés ou même imbriqués dans d’autres cristaux. Ce qui rend difficile voire impossible la détermination de structures. Là encore, grâce à la très fine focalisation du faisceau de rayons X de PROXIMA 2, les scientifiques peuvent cibler une zone d’étude dans un cristal grossier. Cette recherche est automatisée sur PROXIMA 2 via des scanners de réseau 2D.

Un grand nombre de structures de protéines ont ainsi été déterminées avec les rayons X sur PROXIMA 2, que ce soient des protéines de virus, bactéries ou même d’origine humaine. Ces protéines ont des fonctions variées allant de la catalyse ou biosynthèse (enzymes) au signal cellulaire (transduction de signal) en passant par les réponses immunologiques (comme les cytokines pour l’asthme).

Traitement de l’asthme, la structure 3D de la cytokine TSLP révélée

La revue Nature Biologie Moléculaire et Structurale a publié dernièrement de nouveaux travaux de recherche qui ouvrent la voie au développement de médicaments pour traiter les maladies allergiques ou inflammatoires chroniques comme l’asthme.

Grâce à l’équipement de pointe des synchrotrons SOLEIL (PROXIMA 2) en France et PETRA3 (ligne P13) en Allemagne, les chercheurs de l’université de Gand en Belgique ont déterminé au niveau atomique l’assemblage de protéines formé par la cytokine TSLP et ses partenaires à la surface de cellules épithéliales, au moment du développement de la propagation de l’inflammation. Les cytokines sont des protéines qui régulent l’action ou la fonction des cellules. Les résultats de ces chercheurs montrent à très haute résolution des détails sur la manière dont la TSLP établit des interfaces profondes avec ses deux co-récepteurs, la TSLPR et le récepteur interleukine-7, afin d’organiser des contacts récepteur-récepteur fonctionnels pour les signaux intracellulaires.

L’un des facteurs clés qui a rendu possible la résolution expérimentale de la structure de ce complexe est l’utilisation de rayons X micro-focalisés sur les lignes de lumière de SOLEIL et de PETRA3. Par ailleurs, l’étude souligne également l’existence d’une forme modifiée de TSLP qui pourrait constituer un début prometteur pour combattre ces maladies allergiques.