Colloque

Caractérisation structurale du complexe PINK1-TOM20

Simon Veyron

Jean-François Trempe

Andrew Bayne

Membre a labase

Simon Veyron : Université McGill

Résumé de la communication

PINK1 est une protéine kinase connue comme étant impliquée dans de nombreuses formes de la maladie de Parkinson, une maladie neurodégénérative caractérisée par des symptômes moteurs. Cette protéine est adressée à la membrane externe des mitochondries où elle sera dégradée après avoir lié la Translocase de la Membrane Externe (complexe TOM). En cas de stress mitochondrial, PINK1 ne sera plus dégradée mais accumulée à la surface de l’organelle et cette accumulation entraînera une cascade de recyclage de la mitochondrie, la mitophagie. PINK1 agit donc comme un senseur du stress mitochondrial au sein de la cellule, s’accumulant sélectivement sur les organelles endommagées. Le mécanisme de liaison de PINK1 au complexe TOM est encore inconnu mais la protéine TOM20 a récemment été identifiée comme nécessaire à son recrutement.
Dans cette étude, nous avons mené des expériences de RMN avec la protéine marquée à l’isotope 15N afin d’élucider le mécanisme moléculaire de l’interaction entre PINK1 et la portion cytoplasmique de TOM20. Avec des peptides représentant les séquences d’adressage à la mitochondrie de PINK1 (MTS 1 et 2) et de l’insert 1, une boucle flottante de la forme humaine de PINK1, nous démontrons l’interaction entre PINK1 et TOM20. De plus, le titrage de ces peptides montre une différence d’affinité de TOM20 pour ces trois différentes séquences de PINK1, élucidant le mécanisme d’interaction structurale entre ces deux protéines.

Résumé du colloque

La biologie structurale est un domaine de la recherche en biologie qui étudie l’organisation et le fonctionnement des mécanismes biologiques et de ses constituants, à l’échelle atomique. Ces mécanismes incluent autant ceux impliqués dans les fondements du vivant (transcription et réparation de l’ADN, traduction génétique, respiration cellulaire, autophagie) que ceux impliqués dans diverses pathologies (maladies infectieuses, cancers, vieillissement, dérèglements génétiques). Il est remarquable que les mécanismes biologiques reposent sur les fonctions d’un nombre limité de types de macromolécules naturelles, principalement les protéines, les acides nucléiques, les sucres et les lipides, et sur leurs interactions. Ainsi, la biologie structurale s’intéresse à examiner en trois dimensions à l’échelle atomique la complexité et la diversité de ces différents types de macromolécules biologiques et leur fonctionnement.

Ce volet des sciences fondamentales en médecine utilise une grande variété de techniques biophysiques pour visualiser les molécules du vivant et mieux comprendre leur fonctionnement, telles la résonance magnétique nucléaire (RMN), la cristallographie aux rayons X, la diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) et la cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Grâce à cette instrumentation de pointe, la recherche en biologie structurale permet de faire des découvertes importantes sur la base atomique et moléculaire des phénomènes biologiques et de faire progresser les connaissances sur le rôle des macromolécules biologiques dans les nombreuses pathologies infligeant le vivant.

Notre colloque sert de vitrine pour mettre de l’avant les récentes découvertes en ce sens où des scientifiques d’ici et d’ailleurs ayant démarré leur programme de recherche indépendant dans les dernières années présentent leurs recherches. Des présentations orales et par affiches offertes par des étudiantes et étudiants aux cycles supérieurs ainsi que par des stagiaires postdoctoraux complètent le programme.