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Ruedi Aebersold et son équipe se servent de drosophiles, de levures ou encore de cellules mammifères pour analyser l’expression de protéines à différents moments du développement ou suivant les différentes conditions environnementales. L’expression de protéines au sein d’une cellule change constamment, par exemple lorsque la cellule se trouve placée en situation de stress ou est en train de devenir malade. Ou encore durant le développement: les protéines nécessaires au stade larvaire ne sont pas les mêmes que celles nécessaires au stade de mouche adulte. «Nous cherchons à comprendre à quel moment précis l’expression de certaines protéines est requise, ceci dans le but de comprendre la dynamique des processus biologiques et de pouvoir ainsi détecter plus rapidement certaines maladies ou, grâce aux résultats expérimentaux, développer de nouveaux médicaments», explique Ruedi Aebersold.
Etablir la cartographie d’un protéome était jusqu’alors un processus laborieux et très coûteux. Il a fallu sept ans au décodage complet du génome, achevé en 2010. C’est grâce au développement de nouvelles méthodes que le décryptage intégral du protéome d’êtres vivants a été rendu possible et abordable financièrement. En collaboration avec la chercheuse Paola Picotti, Professeure à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich, Ruedi Aebersold a développé une méthode nommée «Selected Reaction Monitoring», ou SRM. Cette méthode a été sélectionnée par le fameux journal scientifique Nature Methods comme «méthode de l’année 2012». Elle permet de calculer, en regard du génome d’un organisme, la quantité de protéines présentes dans un organisme. Les fragments constituant une certaine protéine, nommés peptides, sont synthétisés en laboratoire et séparés, sur la base de leur masse et de leur charge, par un spectromètre de masse. Ceci fournit une sorte d’empreinte digitale de la protéine en question. Cette empreinte est alors enregistrée dans une base de données et utilisée comme référence.
A l’aide de cette méthode, Aebersold et son équipe ont pu cartographier 97% du protéome de la levureSacchromyces cerevisiae. Ils ont ensuite comparé une certaine voie métabolique chez 80 différentes souches de levures. Lors de cette expérience, il a été possible, grâce à une méthode novatrice nommée «Quantitative Trait Locus analysis», ou QTL, d’identifier des positions sur les gènes régulant l’activité de certaines protéines. «L’évolution entraîne des changements au niveau du génome, qui se traduisent alors en changements au niveau du protéome. Au cours de cette étude, il a été possible d’établir le lien entre variabilité génomique et changements au niveau du protéome», explique Ruedi Aebersold. La compréhension de processus moléculaires complexes ayant lieu au sein d’un être vivant est essentielle au traitement de maladies communes telles que le diabète et le cancer.
Ruedi Aebersold et son équipe ont également cartographié 97% du protéome de l’agent responsable de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis. Au cours de cette procédure, 22 protéines jusqu’alors inconnues ont été découvertes. «Etant donné que les souches responsables de la tuberculose sont de nos jours de plus en plus résistantes aux antibiotiques, ce qui signifie qu’elles ne sont plus sensibles aux médicaments disponibles, il est particulièrement important de trouver de nouveaux fronts d’attaque», souligne Ruedi Aebersold. La banque de données permet déjà d’effectuer des comparaisons de protéines grâce auxquelles la présence de l’agent infectieux peut être détectée très tôt dans le sang ou les tissus de patients infectés. Dans le futur, Ruedi Aebersold et son équipe prévoient de concentrer leur attention sur l’établissement du lien entre les changements au niveau du protéome et leurs conséquences sur le fonctionnement des cellules.
Ruedi Aebersold est né en 1954 à Oberdiessbach (canton de Berne). Il a effectué sa thèse de doctorat en biologie cellulaire au Biocentre de l’Université de Bâle. En 1983, il est devenu membre de faculté de l’Université de Washington et de British Columbia. En 2000, il a activement participé à la fondation de l’Institut de la biologie des systèmes à Seattle. Depuis 2004, Ruedi Aebersold est Professeur ordinaire à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich où il dirige l’Institut de biologie moléculaire des systèmes. Il est également Professeur ordinaire à l’Université de Zurich.