Des chercheurs ont découvert de petites protéines produites par le microbiome humain qui n’ont pas été détectées en raison de leur petite taille
Une nouvelle étude remarquable menée par des scientifiques de l’Université Stanford a révélé que des milliers de petites protéines produites par des bactéries dans le microbiome humain n’avaient jamais été découvertes auparavant. Presque toutes ces protéines nouvellement décrites remplissent des fonctions inconnues dans le corps humain et les chercheurs suggèrent que leur découverte ouvre une nouvelle frontière pour le développement futur de médicaments thérapeutiques.
« Il est extrêmement important de comprendre l’interface entre les cellules humaines et le microbiome « , explique Ami Bhatt, auteure principale de l’étude récemment publiée. « Comment communiquent-elles ? Comment les souches de bactéries se protègent-elles des autres souches ? Ces fonctions sont susceptibles d’être trouvées dans de très petites protéines, qui peuvent être plus susceptibles d’être sécrétées à l’extérieur de la cellule que les protéines plus grandes. »
Ces minuscules protéines ont traditionnellement été ignorées par les chercheurs en raison des difficultés fondamentales à les détecter. Leur longueur est généralement inférieure à 50 acides animés et elles remplissent très probablement des fonctions de communication essentielles entre les souches bactériennes et les hôtes qu’elles habitent. Pour traquer ces petites protéines de signalisation, les chercheurs ont fait un zoom sur les génomes bactériens.
« Le génome bactérien est comme un livre avec de longues chaînes de lettres, dont certaines seulement codent l’information nécessaire à la fabrication des protéines », précise Ami Bhatt. Traditionnellement, nous identifions la présence de gènes codant pour les protéines dans ce livre en recherchant des combinaisons de lettres qui indiquent les signaux » start » et » stop » que les gènes sandwich. Cela fonctionne bien pour les protéines de plus grande taille. Mais plus la protéine est petite, plus il est probable que cette technique donne un grand nombre de faux positifs qui rendent les résultats boueux. »
À l’aide d’une nouvelle approche informatique, les chercheurs ont effectué une étude comparative en génomique qui a révélé plus de 4000 familles de protéines, dont la majorité n’avaient jamais été identifiées auparavant. Le volume de la découverte a surpris l’équipe de recherche, qui s’attendait à trouver peut-être quelques centaines de nouvelles chaînes de petits gènes codant pour de petites protéines, mais a plutôt découvert des milliers.
L’étude offre des hypothèses quant à la fonction de certaines de ces petites familles de protéines, en fonction de leur voisinage génomique, de leur prévalence dans certains sites du corps humain et d’autres facteurs. Certaines des petites familles de protéines nouvellement découvertes, par exemple, partagent des traits génétiques avec des protéines déjà découvertes et connues pour améliorer la résistance aux antibiotiques.
L’article, publié dans la revue Cell, offre un résumé complet des 4 539 familles de petites protéines nouvellement découvertes, servant essentiellement de nouveau grand catalogue pour les recherches futures. L’étape suivante consiste à commencer à comprendre les fonctions mécaniques de ces nouvelles petites protéines, ouvrant la voie à de nouveaux antibiotiques ou d’autres médicaments à usage thérapeutique humain.
« Les petites protéines peuvent être synthétisées rapidement et pourraient être utilisées par les bactéries comme commutateurs biologiques pour passer d’un état fonctionnel à un autre ou pour déclencher des réactions spécifiques dans d’autres cellules « , explique Ami Bhatt. « Elles sont également plus faciles à étudier et à manipuler que les protéines plus grosses, ce qui pourrait faciliter le développement de médicaments. Nous pensons qu’il s’agit d’un nouveau domaine de la biologie à étudier. »
