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Biologie
Une équipe de l'Institut Weizmann met au point la technique de "Bleach-chase" pour l'évaluation systématique du renouvellement des protéines

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70019.htm

La durée de vie d'une protéine au sein d'une cellule ainsi que la régulation de sa concentration dépendent de plusieurs paramètres. La rapidité de "traduction" d'une protéine à partir de son ARN messager est un premier mécanisme qui influe sur son expression, mais l'efficacité de sa dégradation affecte également ses contenus. En outre, une cellule se divise et ce phénomène peut induire une "dilution" des niveaux de protéines initialement présents à l'échelle d'un tissu ou d'un organe. Les biologistes cellulaires et moléculaires ont besoin d'outils, de méthodologies permettant de "suivre" la dégradation des protéines. Néanmoins, une telle approche nécessite d'effectuer des mesures sur un grand nombre de cellules vivantes, avec une haute résolution car la dégradation et le renouvellement de certaines protéines sont subtils et graduels (affectant certaines voies de signalisation uniquement sur le long terme). De plus, cette technique ne doit surtout pas influencer les processus cellulaires.

Une méthode simplifiée a récemment été développée par les Pr. Uri Alon et Eran Eden au département de biologie cellulaire et moléculaire de l'Institut Weizmann (Rehovot, Israël) et avec l'appui technique de la société MedDiagnostics basée à Haïfa (Israël). Cette technique qui avait donné lieu à une publication [1] dans le prestigieux journal Science en 2011 vient d'être documentée de manière extensive dans la revue scientifique Nature Protocols en Mars 2012 [2].

D'un point de vue pratique, la méthode repose sur le photo-blanchiment de protéines marquées par fluorescence. Pour suivre la demi-vie d'une protéine, une petite fraction de protéine fluorescente est blanchie par l'excitation d'un laser de façon à altérer le fluorophore de manière irréversible. Ce traitement dit de "bleach-chase" induit une population de protéines non-fluorescentes dont le maintien dans la cellule est dépendant du temps nécessaire à son inactivation et sa dégradation. En comparant la fluorescence émise par des cellules de référence (non blanchies) avec ces cellules, il est ensuite possible de calculer la demi-vie des protéines. A l'inverse, au lieu d'éteindre le signal de certaines protéines il est possible de générer un signal fluorescent par l'activation, via un laser, d'une protéine fusionnée à un fluorophore photoactivable. Cela a notamment été employé sur la protéine Oct4 par Plachta et al. [2] comme technique prédictive du degré de développement de cellules embryonnaires. La durée totale du protocole de "bleach-chase" est de 4 jours. Son application non-invasive, applicable à un large spectre de protéines et lignées cellulaires en font une alternative haut-débit pour l'étude systématique et automatisée de la demi-vie des protéines.

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Site du laboratoire de biologie moléculaire et cellulaire du prof. Alon (Institut Weizmann) : http://www.weizmann.ac.il/mcb/UriAlon/

Code brève
ADIT : 70019

- [1] Eden E. et al. 2011 Proteome half-life dynamics in living human cells. Science.
- [2] Geva-Zatorsky N. et al. 2012 Using bleach-chase to measure protein half-livesin living cells. Nature Protocols.
- [3] Plachta N. et al. Oct4 kinetics predict cell lineage patterning in the early mammalian embryo. Nature Cell Biology.

Nicolas Panayotis, VI-Chercheur, Département de chimie biologique - Institut Weizmann

BE Israël numéro 78 (15/05/2012) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70019.htm