Les scientifiques identifient les protéines qui ont permis aux vertébrés d’évoluer

Les scientifiques identifient les protéines qui ont permis aux vertébrés d’évoluer. La plupart des espèces animales sont des vertébrés, notamment des mammifères, des oiseaux, des poissons, des reptiles et des amphibiens. Des scientifiques de l’Université de Kyoto Institut des sciences intégrées des cellules et des matériaux (iCeMS) ont passé près de quatre décennies à étudier l’évolution des vertébrés et ont récemment découvert une famille de protéines qui jouaient un rôle très important. Les scientifiques identifient les protéines qui ont permis aux vertébrés d’évoluer

L’étude suggère qu’une protéine transporteuse en particulier, ABCA1, était essentielle à la régulation des signaux impliqués dans la prolifération, la différenciation et la migration cellulaire. Ces processus étaient nécessaires pour que les vertébrés se développent en organismes plus complexes.

Les protéines de la cassette de liaison à l’ATP (ABC) sont très similaires d’une espèce à l’autre, notamment chez les bactéries, les plantes et les animaux. Différents types de protéines ABC ont des responsabilités différentes, telles que le transport des nutriments dans les cellules, l’exportation de composés toxiques et la régulation des concentrations de lipides dans les membranes cellulaires. Les scientifiques identifient les protéines qui ont permis aux vertébrés d’évoluer

Kazumitsu Ueda est un biochimiste cellulaire à l’iCeMS qui étudie les protéines ABC humaines depuis que lui et ses collègues ont identifié le premier gène de la protéine ABC eucaryote il y a 35 ans.

« Nous pensons que les protéines ABC ont dû jouer un rôle important dans l’évolution », a déclaré Ueda. « En transportant les lipides, ils ont permis aux plantes et aux animaux de prospérer sur terre en les protégeant de la perte d’eau et des infections pathogènes. On suppose également qu’ils ont accéléré l’évolution des vertébrés en permettant au cholestérol de fonctionner comme une molécule de signalisation intra-membranaire.

Certains des premiers organismes sur Terre étaient probablement formés d’ADN et de protéines entourés d’une membrane lipidique qui fuit. Au fur et à mesure de l’évolution des organismes, leurs membranes se sont renforcées pour les protéger de l’environnement extérieur. Cela signifie que seuls les organismes ayant acquis des transporteurs ABC spéciaux, capables de transporter les nutriments à travers la membrane, auraient survécu.

Les protéines ABC produisent également une membrane externe qui protège les cellules des stress externes et élimine les substances nocives de l’intérieur.

Ueda et son équipe ont analysé les rôles d’ABCA1, obtenant ainsi un aperçu plus approfondi de la façon dont il régule le cholestérol. En particulier, ils ont découvert qu’ABCA1 exporte les phospholipides cellulaires et le cholestérol hors de la cellule pour générer des lipoprotéines de haute densité, ou « bon cholestérol ».

Selon les experts, ABCA1 fait constamment passer le cholestérol du feuillet interne de la membrane cellulaire vers son feuillet externe, maintenant une concentration plus faible sur la face interne. Ce processus est temporairement supprimé lorsque la cellule est exposée à un stimulus externe, comme une hormone de croissance, ce qui entraîne une accumulation de cholestérol dans le feuillet interne. En conséquence, les protéines sont recrutées dans la membrane cellulaire.

Les chercheurs pensent qu’ABCA1 a permis aux vertébrés de développer des processus biologiques complexes et des corps sophistiqués.

« ABCA1 est tout à fait unique et ses fonctions nous ont surpris », a déclaré Ueda. « On pensait que le rôle du cholestérol se concentrait principalement sur le renforcement physique de la membrane cellulaire et la réduction de sa perméabilité aux ions. Nos recherches suggèrent qu’il a joué un rôle plus important chez les vertébrés, accélérant leur évolution.

L’étude est publiée dans la revue Lettres FEBS.

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Par Chrissy Sexton, Espèces-menacées.fr Rédacteur