Les biologistes examinent de plus près la réponse au stress dans les cellules

Une nouvelle étude du Zaher Lab de l'Université de Washington à St. Louis, publiée dans Cellule moléculaireplonge dans les mécanismes derrière la façon dont les cellules réagissent au stress.

Lorsque les cellules sont confrontées à des problèmes tels qu’une pénurie de nutriments, elles activent une réponse connue sous le nom de réponse intégrée au stress (ISR), qui produit des protéines spécifiques pour aider les cellules à survivre.

“L'une des protéines clés produites au cours du processus est un facteur de transcription appelé Gcn4”, a expliqué le chercheur Hani Zaher. “Cela signifie que cette protéine pénètre dans le noyau et régule l'expression de centaines de gènes.” Cette régulation médiée par Gcn4 aboutit à la production de protéines qui aident les cellules à s'adapter et à survivre à des conditions de stress.

En plus de l'ISR, les cellules s'appuient également sur la voie Target of Rapamycin (TOR) pour réguler la production de protéines, contrôlée en partie par une protéine appelée eIF4E. Ce facteur d'initiation de la traduction, que l'on retrouve chez tous les eucaryotes, est responsable du recrutement des ribosomes (la machinerie de fabrication des protéines de la cellule) dans les ARNm avant qu'ils puissent commencer la traduction. Le laboratoire Zaher a étudié ce qui arrive à la production de protéines lorsque l'elF4E est supprimé de l'équation dans les cellules de levure. Ils ont constaté que l’absence d’eIF4E entraînait une augmentation de la production de Gcn4.

“La façon dont Gcn4 est traduit dans ces conditions était surprenante car elle est généralement produite via un mécanisme unique basé sur la traduction en réponse au processus ISR”, a déclaré Zaher. Ils ont notamment découvert que la traduction de Gcn4 se produisait par un mécanisme différent de celui de la voie typique de réponse au stress.

Mais ces résultats ne constituent que la première partie de cette recherche. “Nous voulions proposer un modèle expliquant cette observation”, a déclaré Zaher. Le modèle développé par le laboratoire Zaher suggère que l'augmentation de la production de Gcn4 en l'absence de eIF4E peut être attribuée à des changements dans la vitesse à laquelle les ribosomes se déplacent selon les instructions génétiques. Ce changement de vitesse peut être influencé par des concentrations locales accrues d'un facteur appelé eIF4A qui aide le ribosome à traverser l'ARNm.

“Nous essayons de comprendre comment la vitesse des ribosomes peut être utilisée comme indicateur des conditions cellulaires”, a expliqué Zaher.

Ces résultats fournissent des informations précieuses sur les mécanismes complexes sous-jacents aux réponses cellulaires au stress et pourraient avoir des implications pour comprendre pourquoi certains cancers modifient les concentrations de facteurs de traduction tels que eIF4E et eIF4A.