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Les informations ci-après se réfèrent à la date de la remise du Prix.
Citoyen autrichien, né en 1936, le professeur Gottfried SCHATZ enseigne la biochimie au Biocentre de l’Université de Bâle.
Les travaux du professeur Gottfried SCHATZ ont apporté une contribution très importante à la connaissance des mitochondries, qui sont les organelles responsables de la production cellulaire d’énergie. En utilisant le modèle expérimental de la levure, organisme dont la génétique est très bien connue, il a découvert que de nombreuses protéines mitochondriales sont synthétisées dans le cytosol et font l’objet d’un tri qui leur permet de trouver le chemin de la mitochondrie.
Actuellement, les travaux du professeur Gottfried SCHATZ portent sur l’analyse des diverses étapes du transfert des protéines vers les mitochondries et sur l’importance de certains phospholipides membranaires dans ce processus. Ils visent également à élucider les relations existant entre mitochondries et cytosquelette.
Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra au professeur Gottfried SCHATZ de s’adjoindre, pour plusieurs années, un jeune collaborateur, spécialiste des protéines du cytosquelette.
Travaux de recherche
Il existe, à l’intérieur des cellules, différentes organelles (le noyau, les mitochondries, le réticulum endoplasmique, les lysosomes, le Golgi, etc.) qui sont séparées du milieu ambiant par des membranes biologiques. Ce milieu, appelé cytosol, est lui-même fortement structuré par divers assemblages moléculaires plus ou moins complexes (les filaments d’actine, les microtubules et les filaments intermédiaires) qui constituent lecytosquelette.
Les questions inhérentes au trafic intracellulaire des protéines constituent un des problèmes fondamentaux de la biologie cellulaire actuelle. En effet, s’il existe un grand nombre de protéines qui sont synthétisées dans le cytosol et qui y demeurent, de nombreuses protéines sont destinées à un compartiment cellulaire différent de leur lieu de synthèse. Il est donc crucial de comprendre comment certaines protéines trouvent le chemin de leur compartiment de destination.
Dans ce contexte, on sait déjà, grâce au concept de séqence-signal élaboré par Günther Blobel, que certaines protéines portent en bout de chaîne une série d’acides aminés caractéristiques qui, telle une véritable adresse moléculaire, les dirigent vers des compartiments cellulaires particuliers en leur permettant d’en passer la barrière membranaire. Ces séquences-signal sont suffisantes pour diriger des protéines, quelle que soit la nature de ces dernières.
C’est ainsi qu’il existe des enzymes, synthétisées dans le cytosol, mais néanmoins destinées à fonctionner dans les mitochondries, organelles responsables de la production d’énergie chimique. Gottfried Schatz a découvert que ces protéines portent, au début de leur chaîne d’acides aminés, une séquence-signal spécifique. Cette séquence est reconnue par un récepteur présent à la surface des mitochondries.
Gottfried Schatz a exploité cette découverte dans une série d’expériences très élégantes prenant pour point de départ l’enzyme appelée déshydrofolate-réductase (DHFR), une protéine sur laquelle nous sommes très bien informés et qui n’est pas destinée aux mitochondries. Par les moyens du génie génétique, l’équipe bâloise a construit une molécule artificielle de DHFR, possédant une séquence-signal empruntée à une » vraie » protéine mitochondriale. Dans un système de test in vitro, Gottfried Schatz a bien constaté que cette DHFR modifiée était incorporée dans les mitochondries. Ce phénomène comporte deux étapes qui ont été étudiées par les chercheurs bâlois.
La première étape est la reconnaissance de la séquence-signal par un récepteurcomplexe dont Gottfried Schatz a récemment identifié un premier composant moléculaire. En s’associant ainsi avec la surface de la mitochondrie, la protéine commence à sedéplier. Des expériences avec la DHFR modifiée mentionnée plus haut montrent que ce déploiement est une condition nécessaire au franchissement ultérieur de la membrane.
Au cours de la seconde étape, la protéine traverse la double membrane de la mitochondrie. Ce processus nécessite de l’énergie chimique. Lorsque la protéine est parvenue à l’intérieur de la mitochondrie, la séquence-signal est coupée et la protéine se replie, retrouvant sa conformation fonctionnelle.
Ce type de recherches, visant à intégrer les phénomènes biochimiques dans leur contexte morphologique est en passe de révolutionner notre compréhension des fonctions cellulaires.