Face à un manque d'ATP des mitochondries, le noyau cellulaire peut démarrer ses propres mécanismes de synthèse de ces molécules.
Les biologistes espagnols ont identifié des détails clés sur le fonctionnement de cette «source d'énergie alternative» et identifié ses protéines les plus importantes. Ceci est décrit dans un article publié par la revue Science.
La longueur totale de l'ADN dans chaque cellule du corps humain est d'environ 2 m, et il est impossible de le placer dans le noyau sans un emballage complexe et dense. Dans le même temps, de nombreux processus liés à l'ADN, y compris la réplication, la réparation et la régulation de l'activité des gènes, nécessitent le «déballage» de la chromatine et l'action de protéines qui consomment de l'énergie sous forme de molécules d'ATP. L'ATP est synthétisé par les mitochondries (moins souvent et en petites quantités, elles se forment lors de réactions de glycolyse dans le cytoplasme).
Cependant, avec un réarrangement massif de la chromatine, le problème de la fourniture des quantités requises d'ATP dans le noyau se pose. Par conséquent, il y a plus d'un demi-siècle, on supposait que le noyau avait ses propres mécanismes de synthèse des molécules d'ATP. Ceci est également démontré par de nouveaux travaux menés par des biologistes espagnols sous la direction de Miguel Beato de l'Institut des sciences et technologies de Barcelone (BIST).
Les auteurs ont expérimenté sur une culture de cellules tumorales du sein. Ils ont mesuré le rapport ATP / ADP (molécules porteuses d'énergie «utilisées») dans différentes parties de la cellule: dans les mitochondries, dans le cytosol et dans le noyau. En bloquant la production d'ATP dans les mitochondries, les scientifiques ont montré que le noyau épuise rapidement les réserves accumulées d'ATP. Cependant, dans les conditions de la nécessité d'un réarrangement sérieux de la chromatine (avec l'ajout d'un progestatif, qui stimule de profonds changements dans le métabolisme cellulaire), la teneur en ATP dans le noyau a continué à croître, malgré le fait que les mitochondries ne reconstituaient plus leur approvisionnement.
La source d'ATP dans le noyau est le poly- (ADP-ribose) (poly- (ADP-ribose), PAR), qui est utilisé ici, en particulier, pour réguler l'activité des enzymes individuelles. L'hydrolyse PARG en monomères individuels est réalisée par la protéine PARG. En présence de pyrophosphates, la NUDIX5 hydrolase catalyse leur conversion en ATP. Miguel Beato et ses collègues ont montré que l'inhibition de l'une de ces protéines empêche l'accumulation d'ATP dans les noyaux des cellules, même celles traitées avec la progestine, et conduit à un net ralentissement des processus nécessitant un réarrangement de la chromatine.
Dans le même temps, les auteurs ont noté que les deux enzymes présentent une activité accrue dans les cellules cancéreuses. Cela suggère que les réarrangements du génome se produisant dans la tumeur nécessitent une synthèse active d'ATP dans les noyaux cellulaires, et fait de NUDIX5 une cible prometteuse pour la création de nouveaux médicaments anticancéreux.
Roman Fishman
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