Un ribosome façon puzzle dans les mitochondries d’algue !
Le fonctionnement de la mitochondrie, centrale énergétique des cellules eucaryotes, nécessite la synthèse de protéines au niveau des ribosomes mitochondriaux. Les scientifiques ont mis en évidence l’architecture très particulière, formée de petits fragments d’ARN, des ribosomes mitochondriaux de l’algue modèle Chlamydomonas reinhardtii. Cette étude est publiée dans la revue Nature communications.
L’algue verte, Chlamydomonas reinhardtii, modèle de choix pour étudier la photosynthèse ou la motilité de ses flagelles, est aussi un modèle incontournable pour étudier la biologie mitochondriale. Comment l’assemblage d’une douzaine de petits fragments d’ARN ribosomiques codés par son génome mitochondrial permet de reconstituer un ribosome fonctionnel restait une question en suspens. En combinant des études biochimique, génétique et structurale en cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et cryo-tomographie électronique (cryo-ET), les scientifiques ont pu caractériser le ribosome mitochondrial de cette algue et déterminer sa structure à haute résolution. Cette étude révèle son architecture fine et dévoile comment les différents modules d’ARN ribosomiques sont assemblés et stabilisés grâce à la présence d’une douzaine de nouvelles protéines spécifiques de cette algue. Ces protéines possèdent pour la majorité d’entre elles des domaines hélicoïdaux répétés, comme ceux présents dans les protéines à domaines « octotricopeptide repeat ».
Alors que plusieurs structures de ribosomes mitochondriaux de différentes lignées eucaryotes ont été obtenues ces cinq dernières années, révélant des différences insoupçonnées entre elles, la structure du ribosome mitochondrial de Chlamydomonas représente un exemple extrême de divergence évolutive, avec le cœur du ribosome formé par un assemblage complexe de petits fragments d’ARN, tenus ensemble par une série de protéines recrutées spécifiquement pour cette fonction. Cette étude illustre comment les ribosomes mitochondriaux ont développé une étonnante diversité de stratégies au cours de l’évolution, pour assurer la synthèse des protéines.
Figure : Structure atomique (au centre) du ribosome mitochondrial de l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii. Les 13 fragments d’ARN ribosomiques représentées sous différentes couleurs s’assemblent au sein des petite et grande sous-unités du ribosome. Les protéines ribosomales sont en grisé.
Pour en savoir plus :
How to build a ribosome from RNA fragments in Chlamydomonas mitochondria
Florent Waltz, Thalia Salinas-Giegé, Robert Englmeier, Herrade Meichel, Heddy Soufari, Lauriane Kuhn, Stefan Pfeffer, Friedrich Förster, Benjamin D. Engel, Philippe Giegé, Laurence Drouard, Yaser Hashem
Nature communications 9 décembre 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27200-z
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