Publié le 19 février 2026 à 20h00. Des chercheurs de l’Institut Max Planck de recherche sur le cerveau ont découvert un mécanisme inédit par lequel les cellules animales, soumises à un stress, regroupent leurs ribosomes pour survivre, révélant un rôle insoupçonné de l’ARN ribosomal dans cette réponse.
- En situation de stress, les cellules animales forment des paires de ribosomes inactifs, appelées disomes.
- Contrairement à ce qui se passe chez les bactéries, ce processus est orchestré par une section spécifique de l’ARN ribosomal, un segment d’expansion.
- Cette découverte, réalisée grâce à la tomographie électronique cryogénique, ouvre de nouvelles perspectives sur la régulation de la synthèse des protéines et l’adaptation cellulaire au stress.
Lorsque les cellules sont confrontées à des conditions difficiles, comme un manque de nutriments ou une chute brutale de température, elles activent des mécanismes de survie. Une équipe du laboratoire Schuman à l’Institut Max Planck de recherche sur le cerveau à Francfort a mis en évidence un processus jusqu’alors inconnu chez les cellules animales : la formation de disomes, des paires de ribosomes inactifs. Cette découverte, publiée dans la revue Science, met en lumière un rôle crucial de l’ARN ribosomal dans la gestion du stress cellulaire.
Les ribosomes, véritables usines de production de protéines, sont des structures complexes composées de protéines et d’ARN. Leur fonctionnement est énergivore, et leur activité diminue rapidement lorsque les cellules sont stressées. Si l’on savait que les ribosomes inactifs s’assemblaient en structures dormantes chez les bactéries, appelées « diomes hibernants », l’existence de structures similaires n’avait pas été démontrée jusqu’à présent dans les cellules animales.
En utilisant des techniques d’imagerie de pointe, notamment la tomographie électronique cryogénique (cryo-ET), les chercheurs ont observé que les cellules animales stressées – y compris les neurones – regroupent leurs ribosomes inactifs en disomes. Cette réorganisation n’est pas le fruit du hasard, mais une réponse régulée et réversible au stress.
« Étonnamment, contrairement aux bactéries, ce ne sont pas des protéines qui maintiennent les ribosomes ensemble, explique Andre Schwarz, chercheur postdoctoral et co-auteur de l’étude. C’est une section spécifique de l’ARN ribosomal, appelée segment d’expansion, qui assure la liaison. » Ces segments d’expansion, de longs appendices flexibles, se sont développés au cours de l’évolution, mais leur fonction restait largement méconnue. L’étude révèle que le segment d’expansion « ES31Lb » est à la fois nécessaire et suffisant pour lier les ribosomes en situation de stress. Au niveau moléculaire, ce segment d’expansion forme une interaction spécifique entre deux boucles d’ARN complémentaires, une structure appelée « boucle de baiser ».
Si cette interaction est perturbée, la formation de disomes est empêchée, la croissance cellulaire est affectée et les cellules deviennent plus sensibles au stress. L’étude a combiné diverses approches, allant de la biologie cellulaire à la biochimie, en passant par la manipulation génétique de cellules de levure et de mammifères, ainsi que des analyses structurelles à haute résolution. « Un défi majeur a été de manipuler l’ARN ribosomal de manière ciblée, car il est codé par des centaines, voire des milliers de copies de gènes presque identiques dans le génome animal, précise Mara Mueller, doctorante au laboratoire Schuman et co-première auteure de l’étude. Nous avons surmonté cet obstacle en créant des ribosomes hybrides dans la levure et en introduisant de petites molécules d’ARN qui ont spécifiquement perturbé l’appariement des ribosomes dans les cellules animales. »
En stockant temporairement les ribosomes dans des paires inactives, les cellules protègent ces machines énergivores et se préparent à reprendre la production de protéines lorsque les conditions s’améliorent. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour comprendre comment les cellules s’adaptent au stress et comment l’organisation des ribosomes peut influencer la santé et la maladie.
Contact scientifique :
Prof. Dr Erin Schuman
Directeur
Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau
erin.schuman@brain.mpg.de
+49 69 850033-1001
Publication originale :
Andre Schwarz*, Mara Mueller*, Helene Will, Lea Dietrich, Stefano L. Giandomenico, Georgi Tushev, Ina Bartnik, Iskander Khusainov, Claudia M. Fusco, Erin M. Schuman. Expansion segment of rRNA mediates oligomerization of inactive animal ribosomes. Science (2026) *Co-Erstautoren
http://www.science.org/doi/10.1126/science.adr4287
Caractéristiques de ce communiqué de presse :
Journalistes, enseignants/élèves, étudiants, scientifiques
Biologie, chimie, médecine
À l’échelle nationale
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