Une même protéine régule production de graisse et division cellulaire
© sciepro / science photo library
Des chercheurs sont parvenus à expliquer le rôle central d’une protéine pour réguler la production des graisses. De manière plus inattendue, ils ont également découvert qu’elle revêtait des fonctions essentielles dans des mécanismes de division.
Comment le corps produit-il des cellules graisseuses ? Des chercheurs de l’EPFL ont décrypté le rôle d’une protéine appelée SMRT, qui permet de réguler ce phénomène. En menant leurs travaux, les scientifiques ont découvert une autre fonction essentielle de SMRT, pour nombre de processus de divisions et de différenciation cellulaire. Cette double découverte est publiée dans Molecular Cell.
C’est une chimie complexe qui permet de déclencher la production de graisse. Suivant les conditions, certaines cellules souches vont pouvoir se différencier en cellules cartilagineuses, osseuses ou graisseuses. Depuis longtemps, on sait que parmi les acteurs essentiels de cette transformation se trouve une protéine appelée SMRT. Mais son rôle restait méconnu.
SMRT est une protéine de la famille des corépresseurs. C’est-à-dire qu’elle n’agit pas seule, mais en se fixant à une autre protéine, qui a quant à elle la faculté de s’attacher au brin d’ADN. Tant que SMRT reste accrochée à son hôte, la cellule souche ne se transforme pas en cellule graisseuse. Les chercheurs de l’équipe de Bart Deplancke, à l’EPFL, ont pu reconstituer le drame en trois actes à l’origine de l’adipogenèse.
L'adipogenèse, une pièce en trois actes
Premier acte. SMRT est accrochée à son hôte, une autre protéine appelée C/EBPβ, elle-même accrochée au brin d’ADN. Elle joue le rôle de bouchon, en empêchant que d’autres protéines puissent venir se fixer sur son hôte ou à proximité. La cellule souche est encore indifférenciée.
Second acte. Certaines substances sécrétées par notre corps, dont l’insuline, donnent le signal de départ. SMRT se décroche de son hôte, et les seconds rôles–d’autres protéines–entrent en jeu et viennent se fixer dans les parages.
Acte final. Une fois assemblées les unes les autres, ces protéines activent les gènes responsables de la transformation en cellule graisseuse. SMRT joue donc un rôle essentiel, en empêchant une différenciation prématurée. «C’est à travers cette protéine que l’insuline, parmi d’autres composés, permet de réguler la production de graisses, explique Bart Deplancke. Si nous ôtons SMRT de nos cellules de culture, elles se transforment plus facilement en cellules graisseuses, sans attendre le bon signal donné par notre corps.»
Pour l’heure, les chercheurs ignorent dans quelle mesure une défaillance dans ce scénario pourrait être à l’origine de problèmes d’obésité congénitale. Mais selon Bart Deplancke, l’hypothèse est parfaitement plausible et mérite d’être éprouvée.
Les rôles inattendus de la protéine SMRT – une seconde découverte
De manière plus inattendue, les chercheurs ont découvert une autre fonction de SMRT. En traquant sa présence, ils ont en effet pu établir que cette protéine se trouvait souvent à proximité d’une séquence d’ADN bien spécifique, qui intrigue depuis longtemps la communauté scientifique.
«Nous savions deux choses à propos de cette séquence, explique Bart Deplancke. D’une part, elle apparaît plus souvent que les statistiques ne le prédisent, et chez tous les mammifères dont nous connaissons bien le génome. D’autre part, elle est systématiquement située à l’intérieur des promoteurs de gènes impliqués dans la division cellulaire, c’est-à-dire une fonction de base.» Les biologistes du monde entier avaient donc de très bonnes raisons de penser qu’elle jouait un rôle capital.
Les chercheurs ont découvert que SMRT pouvait s’accrocher à une protéine appelée KAISO, laquelle se fixe sur la mystérieuse séquence, mais uniquement dans des conditions bien particulières. «Il faut que la séquence soit méthylée (NDLR: un processus de transformation qui modifie les propriétés d’une séquence d’ADN) pour que KAISO puisse s’y fixer. Cela explique pourquoi les biologistes, qui cherchent depuis des années les protéines qui se lient à cette séquence, n’ont jamais rien trouvé.»
En retirant SMRT de KAISO, les chercheurs ont assisté à des résultats très particuliers. La cellule se divise beaucoup plus vite qu’elle ne le devrait. Sans pour autant répondre à la définition d’une cellule maligne, elle en présente certains comportements fondamentaux.
Que ce soit pour la production de cellules graisseuses, en s’associant à C/EBPβ, ou pour réguler la division cellulaire, avec KAISO, la protéine SMRT semble donc remplir une fonction essentielle de régulateur. «Nous savons que pour que la plupart des cellules puissent convenablement se différencier, il faut un certain nombre de cycles de division, explique Bart Deplancke. Cela nous amène à penser que SMRT joue un rôle fondamental de gardien, en régulant les processus de division ou de différenciation de la cellule, et que sa fonction va bien au-delà de la production de cellules graisseuses.»
Publication: Sunil K. Raghav,Sebastian M. Waszak,Irina Krier,Carine Gubelmann,Alina Isakova,Tarjei S. Mikkelsen and Bart Deplancke, Integrative Genomics Identifies the Corepressor SMRT as a Gatekeeper of Adipogenesis through the Transcription Factors C/EBPb and KAISO, Molecular Cell (2012), doi:10.1016/j.molcel.2012.03.017