CORVALLIS, Oregon. – L’Oregon State University a reçu une subvention de 5,6 millions de dollars sur cinq ans des National Institutes of Health pour lancer un centre de recherche consacré à l’expansion du code génétique, qui permet la création de nouvelles protéines ayant un potentiel de lutte contre les maladies.
L’expansion du code génétique, ou GCE, fait référence à l’ingénierie des cellules dont le code génétique a des ajouts par rapport à ce qui se produit naturellement, permettant la production de nouvelles protéines. Les protéines comportent des groupes chimiques de créateurs qui sont placés à des endroits précisément définis dans les cellules.
La mission du nouveau centre, nommé GCE4All et hébergé par l’OSU College of Science, est d’améliorer les technologies qui sous-tendent l’expansion du code génétique afin qu’elles puissent être plus largement utilisées dans le diagnostic et le traitement des maladies en révélant les mécanismes à l’origine de la maladie et de la santé, a déclaré Andy. Karplus, professeur distingué de biochimie et de biophysique à l’OSU.
Au cours de la dernière décennie, l’État de l’Oregon est devenu un leader national de la recherche sur le GCE, a-t-il ajouté.
“Nous nous attendons à ce que l’impact du travail du centre soit très large”, a déclaré Karplus. « Les technologies GCE améliorées permettront aux protéines d’être liées entre elles de nouvelles manières qui améliorent considérablement leur capacité à bloquer ou aider à guérir tous les types de maladies. En ce qui concerne le COVID-19, par exemple, avoir plus de moyens de lier ensemble trois fragments d’anticorps anti-pointe permettrait aux chercheurs de créer la version d’anticorps la plus efficace qui puisse s’agripper spécifiquement et étroitement à la protéine de pointe du coronavirus et arrêter ses actions. »
Les protéines sont de grosses molécules complexes. Ce sont les bêtes de somme des cellules – les protéines permettent toutes les fonctions biologiques au sein d’une cellule – et les mêmes 20 acides aminés fournissent les éléments constitutifs de chaque protéine naturelle. L’ADN contient les plans à partir desquels les protéines sont fabriquées après la première transcription du code en ARN messager.
L’expansion du code génétique se traduit par une interprétation plus flexible des plans, de sorte que de nouvelles protéines sont rendues possibles en ajoutant des acides aminés en dehors de l’ensemble canonique ou standard de 20. Depuis que les scientifiques ont commencé à travailler avec GCE il y a deux décennies, plus de 200 types différents de des acides aminés ont été ajoutés aux protéines dans un but ou un autre, a déclaré Ryan Mehl, qui dirige le nouveau centre de recherche.
“Chacun de ceux-ci a le potentiel d’améliorer les protéines à utiliser dans la recherche, la thérapeutique et d’autres applications scientifiques”, a déclaré Mehl, professeur de biochimie et de biophysique à l’OSU. “Les chercheurs peuvent également utiliser GCE pour ajouter des éléments de suivi aux protéines existantes afin de sonder la structure et la fonction des protéines dans les organismes pour, par exemple, découvrir les sources du vieillissement.”
La capacité de GCE à fabriquer des versions pures de certaines formes de protéines oxydées connues pour se produire dans la maladie a déjà ouvert la voie au laboratoire de Mehl et à ses collaborateurs pour prendre des mesures vers de nouvelles stratégies de lutte contre le cancer, le durcissement des artères et la maladie de Lou Gehrig.
Le nouveau centre, a ajouté Mehl, se concentrera initialement sur les aspects de la technologie GCE nécessaires pour faire avancer le travail des scientifiques du pays qui ont besoin d’avancées pour réaliser des percées dans leurs projets de recherche financés par les NIH. Ces études comprennent la poursuite de nouvelles thérapies et interventions pour :
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Dépression et autres troubles de l’humeur (un projet dirigé par Eric Gouaux de l’Oregon Health & Science University).
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Mucoviscidose, épilepsie, sclérose en plaques et arythmies (Chris Ahern, Université de l’Iowa).
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Syndromes douloureux et troubles de la signalisation électrique dans le système nerveux et le cœur (Sharona Gordon et Bill Zagotta, Université de Washington).
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Cancer (Marcey Waters, Université de Caroline du Nord, et Edwin Antony, École de médecine de l’Université Saint Louis).
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Maladie de Parkinson et neurodégénérescence (E. James Petersson, Université de Pennsylvanie).
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VIH et virus apparentés (Angela Gronenborn, Université de Pittsburgh).
“Nous voulons apprendre aux gens comment faire fonctionner GCE pour eux, quelles que soient leurs limites actuelles”, a déclaré Mehl. “Mon objectif ultime est de former autant de personnes que possible et d’atteindre un point de basculement où la technologie optimisée s’imposera comme un outil de base pour la recherche sur les protéines.”
Outre Mehl et Karplus, les autres auteurs de la proposition qui a amené GCE4All à l’OSU College of Science sont Joe Beckman, professeur distingué; Rick Cooley, professeur adjoint; Kari Van Zee, instructeur senior; et Hyo Sang Jang, associé de recherche postdoctoral. John Lueck du centre médical de l’Université de Rochester était également co-auteur.