Le laboratoire de Claudio De Virgilio, professeur adjoint au Département de microbiologie et médecine moléculaire de l’Université de Genève (UNIGE), vient de collaborer à l’élaboration internationale d’une cartographie bien particulière : celle des cascades formées par les kinases de la levure. Les résultats de ce travail de longue haleine sont publiés dans la revue Nature du 1er décembre.

Pour les sciences du vivant, les protéines représentent un champ de recherches aussi vaste que fécond, car leur étude livre pas à pas de nombreuses informations sur le fonctionnement des cellules, saines ou pathologiques. Dans cette perspective, le prof. De Virgilio se concentre sur les « kinases », ces protéines qui effectuent un transfert de phosphate - ou une « phosphorylation » - sur d’autres molécules.

Il faut savoir que la phosphorylation induit des modifications d’activité chez les protéines concernées. Lors du transfert de phosphate, la protéine qui reçoit le phosphate interagit avec la kinase et se modifie en devenant son « substrat ». Dans certains cas, la protéine-substrat est aussi une kinase qui, une fois activée, va à son tour entrer en interaction avec ses propres cibles, déclenchant ce qu’on appelle une « cascade de phosphorylation ». L’événement, fréquent mais primordial, profite à la transmission de divers messages au sein de la cellule. On le comprend, ce phénomène constitue une source d’information importante pour appréhender les réseaux de communication au niveau cellulaire.

Dans ce contexte, les dernières investigations du prof. De Virgilio ont permis d’obtenir la première cartographie globale des événements de phosphorylation qui se produisent dans un organisme. Ces progrès, qui s’intègrent dans une collaboration étroite et internationale entre l’UNIGE et les laboratoires de biochimie d’autres institutions, sont publiés dans le dernier numéro de la revue Nature, qui paraît aujourd’hui.

Pourquoi étudier la levure ?
Comme celles d’autres champignons, de plantes et d’animaux, les cellules de la levure sont des cellules eucaryotes, c’est-à-dire qu’elles comprennent un noyau qui protège le matériel génétique, soit l’ADN. Elles sont capables de se diviser (par la mitose) et de se reproduire (par la méiose) ; de plus, au contraire d’autres eucaryotes, celles-ci sont faciles à cultiver. Elles se multiplient rapidement, ce qui permet de les étudier sur plusieurs générations. Ainsi servent-elles d’organismes eucaryotes modèles pour de nombreux laboratoires. Ajoutons que leur mode d’organisation et de réaction aux différents stimuli suit un schéma très comparable à celui des cellules de mammifères, dont celles de l’être humain. Le repérage et la compréhension des comportements (nutrition, division ou reproduction) des cellules de la levure ont donc une incidence directe sur la connaissance des cellules mammifères. Dans le cas des travaux menés par Claudio De Virgilio, l’intérêt scientifique de ces petits organismes se confirme, puisque plusieurs protéines et voies de signalisation présentes dans la levure se retrouvent dans les cellules humaines.

Comment les scientifiques ont-ils procédé ?
Une collection de 4400 protéines a été déposée à 80 reprises sur des puces d’observation, permettant aux différentes équipes de chercheurs de suivre globalement tous les événements de phosphorylation de 80 kinases sur ces 4400 protéines. Mais le laboratoire ne s’est pas arrêté en si bon chemin : certaines de ces interactions trouvées in vitro ont ensuite été confirmées in vivo, prouvant ainsi l’efficacité de ce système. La cartographie des différentes cascades de phosphorylation a donné un document graphiquement complexe, mais qui, une fois traduit à l’aide d’outils bioinformatiques, fournit les bases d’un puzzle gigantesque, désormais disponible pour les chercheuses et les chercheurs du monde entier, qui pourront y intégrer leurs pièces respectives, au fil des découvertes.

Pour tout renseignement complémentaire, n'hésitez pas à contacter:
le prof. Claudio De Virgilio au 022 379 54 95
ou par courriel à l’adresse Claudio.DeVirgilio@medecine.unige.ch

Genève, le 1er décembre 2005