Parmi les 204 lauréats du prix Nobel de médecine, on compte seulement 10 femmes. Le plus jeune, Frederick Banting, avait seulement 32 ans, lorsqu’il a été récompensé pour la découverte de l’insuline en 1923. En 2013, ce sont deux États-uniens, James Rothman et Randy Schekman, ainsi qu’un Allemand, Thomas Südhof, qui reçoivent ce prix pour leurs découvertes sur le transport vésiculaire. © Institut national du cancer, Wikimedia Commons, DP

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Prix Nobel de médecine 2013 : les transports vésiculaires à l’honneur

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Les trois lauréats du Nobel 2013 de médecine, James Rothman et Randy Schekman (États-Unis), ainsi que l'Allemand Thomas Südhof, sont récompensés pour leurs découvertes sur le fonctionnement de la régulation du trafic vésiculaire, un système de transport essentiel à l'intérieur des cellules.

L'organisme est constitué de milliards de cellules. Chacune d'entre elles est une sorte de petite usine qui, loin de travailler dans son coin, communique en permanence avec ses semblables. Pour ce faire, les cellules fabriquent des molécules qui voyagent vers d'autres endroits du corps où elles ont un rôle à jouer. Cette circulation est primordiale, car elle permet la réalisation de nombreuses fonctions vitales comme la circulation de l'influx nerveux grâce aux neurotransmetteurs, ou l'activation immunitaire par le biais des cytokines.

Le transport des molécules signal n'est pas une tâche facile, car il faut s'assurer qu'elles arrivent à bon port, et au bon moment. Tout mauvais chronométrage peut être fatal. Les différents composés libérés par les cellules sont englobés dans des petits paquets appelés vésicules, qui sont capables de bourgeonner ou de fusionner avec la membrane des cellules. Les trois vainqueurs du prix Nobel 2013 ont découvert les principes moléculaires qui gouvernent les flux vésiculaires dans la cellule : chacun d'eux a élucidé un point clé de ce mécanisme.

Randy Schekman est l'un des trois lauréats du prix Nobel. Aujourd'hui âgé de 64 ans, il est professeur de biologie à l’université de Californie à Berkeley. Ce spécialiste a identifié les gènes nécessaires au transport vésiculaire chez la levure. © MichaK, Wikimedia Commons, cc by 3.0

Le scientifique états-unien Randy Schekman a découvert les gènes impliqués dans le trafic vésiculaire en utilisant la levure comme modèle. Par des techniques de génétique classique, il a identifié des cellules mutantes possédant des machineries de transport défectueuses. Au total, il a pu mettre en évidence trois classes de gènes contrôlant différentes facettes du transport vésiculaire dans la cellule.

Trois chercheurs pour trois découvertes clés

Le chercheur états-unien James Rothman, de l'université Yale, était quant à lui intrigué par la manière dont les vésicules se forment. Il a mis en évidence un complexe de protéines impliqué dans le phénomène. Lorsqu'une vésicule veut fusionner avec une cellule, ces protéines peuvent s'attacher sur des récepteurs de la membrane cellulaire et le contenu de la vésicule est déversé dans son cytoplasme. De nombreuses protéines de ce type existent et sont spécifiques à un récepteur. C'est pourquoi les vésicules ne vont cibler qu'une certaine catégorie de cellules. Certains gènes identifiés précédemment par Randy Schekman se sont révélés coder pour ce type de protéines.

Le scientifique allemand Thomas Südhof, de l'université Stanford, s'est plus particulièrement intéressé aux échanges chimiques au sein des neurones. Il s'est rendu compte que les vésicules contenant des neurotransmetteurs étaient stockées au niveau de l'élément présynaptique. Le contenu de ces vésicules est libéré uniquement au moment de l'arrivée d'un potentiel d'action, c'est-à-dire d'une dépolarisation transitoire induite par l'arrivée d'ions calcium.

L'ensemble de ces découvertes récompensées par un prix Nobel a permis de caractériser un procédé biologique fondamental pour le fonctionnement de l'organisme. En faisant circuler des molécules signal à l'intérieur de vésicules, les cellules peuvent transmettre des informations à distance et coordonner leurs activités. Ce flux circulatoire est essentiel. Lorsqu'il fonctionne mal, les conséquences peuvent être très graves et conduire à de nombreuses pathologies neurologiques. Les lauréats vont recevoir leur prix le 10 décembre prochain, jour anniversaire de la mort d'Alfred Nobel.

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