La cristallisation des protéines, comme un jeu de Tetris

Une équipe de recherche du VIB-VUB Center for Structural Biology (Belgique), de l’Université Radboud (Pays-Bas), de l’Institut de Biologie Structurale et de l’Institut des sciences de la Terre de Grenoble, ISTerre/OSUG (CNRS/IRD/Université Grenoble Alpes/Université Savoie Mont Blanc) s’est penchée sur les premières étapes de la formation de matériaux cristallins en milieu naturel et en milieu artificiel. En utilisant la cryo-microscopie électronique à transmission (cryoEM), ils ont cartographié la trajectoire suivie par les protéines au cours du processus de nucléation.

La cristallisation des protéines est une prouesse remarquable de la nature. Pour que des cristaux de protéines se forment, il faut que plusieurs protéines s’assemblent pour constituer un réseau, suivant un processus de nucléation.

Leur travail montre que la forme prise par chaque cristal de protéines au cours du processus de nucléation est influencée par l’orientation des réseaux de cristaux voisins, à la manière du jeu de construction Tetris. Cependant, chaque itération d’attachement orienté générant des géométries de plus en plus complexes, il arrive un moment où ces nanocristaux ne peuvent plus s’arrimer parfaitement les uns aux autres, formant alors un mésocristal protéique. La mosaïcité couramment rencontrée dans les cristaux de protéines résulterait probablement de cette fixation imparfaite.

Référence

Nucleation of protein mesocrystals via oriented attachment. Van Driessche et al. 2. Nature Communications, 2021. DOI : 10.1038/s41467-021-24171-z

Article initialement publié par l’INSU.