Janvier 2004 : on publie la structure d'une protéine du virus Semliki qui lui permet d'infecter les cellules. Résultat d'importance puisque le mécanisme d'infection de cet alphavirus sert de modèle pour de nombreux virus, dont celui de l'hépatite C. Décembre 2003 : publication de la structure d'un transporteur d'électrons, le cytochrome b6f, un chaînon de la photosynthèse par laquelle les végétaux chlorophylliens produisent l'oxygène de notre atmosphère.
Novembre 2003 : publication de la structure du transporteur de l'ATP¹. Les mutations de cette protéine qui distribue l'énergie au sein de toutes nos cellules sont responsables de plusieurs maladies graves. En connaissant sa structure, on peut espérer trouver de nouveaux traitements.
Quel est le point commun entre ces trois exemples ? Il s'agit, à chaque fois, de protéines aux fonctions essentielles dont on vient de mettre à jour la structure intime. Des protéines aux caractéristiques particulières parce qu'elles sont localisées dans des membranes². Et c'est pour cette raison qu'elles sont difficiles à étudier. Les biologistes savent depuis longtemps déterminer la structure d'une protéine c'est-à-dire la position de ses atomes les uns par rapport aux autres, grâce à la cristallographie par rayons X. Cette technique consiste à envoyer un faisceau de lumière sur un cristal de la protéine. L'analyse des rayons X dispersés (« diffractés ») permet d'établir la position dans l'espace des atomes de la protéine. Cette technique est généralement bien maîtrisée mais très difficile à appliquer dans le cas des protéines membranaires. Pourquoi ? Parce que réaliser un cristal demande une grande quantité de protéines. Or celles qui appartiennent aux membranes se font rares. De plus, elles sont peu stables. Les chercheurs ont donc dû redoubler de patience et d'ingéniosité. Ils ont notamment utilisé des synchrotrons qui permettent l'étude de petits cristaux, et la génétique moléculaire grâce à laquelle on peut produire de grandes quantités de protéines.
Enfin, l'accroissement des financements, et donc du nombre de chercheurs impliqués, a donné un coup de pouce supplémentaire. La France rattrape son retard : trois structures de protéines membranaires publiées en trois mois (sur une quarantaine en 20 ans pour l'ensemble du monde), premières sans doute d'une longue série… Avec en ligne de mire, dans la majorité des cas, des perspectives thérapeutiques.

Stephanie Belaud