Une étude, dont les résultats intitulés «Structure of the human 80S ribosome» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de mettre en évidence, à l'échelle atomique, la structure tridimensionnelle du ribosome humain complet et les interactions fines qui y ont lieu.

Rappelons tout d'abord que «les ribosomes sont de grands complexes constitués de protéines et d'ARN repliés ensemble qui, au sein des cellules de tous les êtres vivants, interviennent comme des nano-machineries moléculaires dans l'expression des gènes et la bio-synthèse des protéines». Si «la structure des ribosomes de différentes espèces était déjà précisément connue à l'échelle atomique», la détermination de celle «particulièrement complexe du ribosome humain restait un défi majeur à relever».

Cette performance, réalisée dans le cadre de l'étude ici présentée, a été rendu possible par un ensemble de technologies de pointe: plus précisément, «les échantillons, hautement purifiés puis congelés, ont été visualisés par cryo-microscopie électronique» (une méthode qui «permet de travailler sur des objets figés dont l'orientation ne change pas et dont la structure et les fonctions biologiques sont préservées») et les «images obtenues par le cryo-microscope électronique nouvelle génération de l'IGBMC (unique en France)» ont été exploitées par «une combinaison de traitement d'images et de reconstruction 3D».

Il en a résulté un degré de précision rare dans la visualisation de la structure atomique du ribosome humain complet, puisque la résolution est supérieure à 3 angströms (0,3 nanomètres): ainsi, «le modèle obtenu représente les 220 000 atomes qui constituent les deux sous-unités du ribosome et permet, pour la première fois, d'explorer son agencement en détail, de voir et d'identifier les différents acides aminés et nucléotides en 3 dimensions».

Cette étude s'est alors «particulièrement intéressés aux différents sites de liaison et aux interactions fines qui y ont lieu»: par exemple, il est apparu «qu'après avoir livré les acides aminés qu'ils transportaient, les ARN de transfert continuent à interagir avec le ribosome dans un site particulier (le site de sortie des ARNt)».

La dynamique «des deux sous-unités du ribosome qui tournent légèrement sur elles-mêmes au cours du processus de bio-synthèse des protéines, entrainant un fort remodelage de la configuration 3D de la structure à leur interface» a été également mise en lumière.

Ces observations ouvrent désormais la voie à de nouvelles explorations majeures. En particulier, il est envisageable «d'étudier les effets secondaires de certains antibiotiques, destinés à s'attaquer aux ribosomes bactériens, qui peuvent cibler 'par erreur' le ribosome humain»: ainsi, «pour augmenter la spécificité des molécules thérapeutiques et éviter qu'elles ne se fixent au mauvais endroit», une première étape sera «la constitution d'un répertoire des sites de liaison existants» .

A plus long terme, ces données pourront en outre «être utilisés pour la mise au point de traitement de maladies liées aux dysfonctionnements du ribosome et à la dérégulation de la synthèse des protéines»: par exemple, dans le cas des cancers, «pouvoir cibler les ribosomes des cellules malades permettrait de réduire leurs taux de synthèse de protéines».