Une GFP fragmentée bi-génomique pour étudier les protéines multi-localisées

De nombreuses études requièrent l'étude de la localisation de protéines d'intérêt au sein d'une cellule. En fusionnant la protéine étudiée à la GFP (Green Fluorescent Protein), une protéine fluorescente de méduse, elle devient fluorescente et il est alors possible d’observer sa localisation subcellulaire par microscopie. Cependant, cette méthode présente, chez les eucaryotes, des difficultés liées à leur structure même. Les eucaryotes sont en effet des organismes dont les cellules possèdent un noyau (le "génome nucléaire" renfermant la majorité des gènes de l'organisme) mais aussi des mitochondries possédant leur propre ADN (le "génome mitochondrial)", indépendant du génome nucléaire et qui ne renferme qu’un très petit nombre de gènes.

Les mitochondries, au sein desquelles sont réalisés de nombreux processus cellulaires essentiels, dont la respiration, sont d’anciennes bactéries symbiotiques dont la quasi-totalité des gènes a été transférée dans le génome nucléaire au cours de l'évolution. Cela signifie que la très grande majorité des protéines mitochondriales est codée par des gènes nucléaires, donc synthétisées dans le cytoplasme, avant d’être transportées dans la mitochondrie. Cela est possible parce que ces protéines mitochondriales codées dans le noyau possèdent une courte séquence protéique d’adressage reconnue par une machinerie moléculaire de transport qui permet de les reconnaître et de les faire passer à l’intérieur de l’organite.

Cependant, de nombreuses études ont montré que 30 % des protéines mitochondriales sont, en réalité, localisées à la fois dans la mitochondrie et un autre compartiment (cytoplasme, noyau…) On parle de « double adressage » subcellulaire et de protéines doublement localisées. Il est donc extrêmement difficile de visualiser la fraction mitochondriale d’une protéine fluorescente doublement localisée de ce type, parce que la fluorescence de la fraction cytoplasmique éclipse généralement celle de la fraction mitochondriale.

• Retrouvez l'intégralité de cet article sur le site de l’Institut des sciences biologiques du CNRS.
• Pour aller plus loin lire aussi notre article sur les recherches d'Hubert Becker : « Un nouveau lipide conjugué découvert chez les champignons. »