Des chercheurs de l’Université de Kyoto ont réalisé des progrès significatifs dans la compréhension du syndrome de Down en se concentrant sur la protéine kinase DYRK1A. Leurs découvertes fournissent de nouvelles informations sur les mécanismes moléculaires du syndrome de Down et des troubles du spectre autistique, ainsi que sur des applications cliniques potentielles dans le traitement de ces troubles.
Une étude récente a identifié le rôle de FAM53C dans la régulation de DYRK1A, fournissant ainsi de nouvelles informations sur les mécanismes cellulaires et les implications cliniques potentielles du syndrome de Down.
Le syndrome de Down est un trouble congénital provoqué par des anomalies de la division et de la différenciation cellulaire qui affecte le plus souvent les nouveau-nés présentant des retards de développement neurologique et d'autres complications de santé.
Ce défaut génétique entraîne un dysfonctionnement de la protéine kinase DYRK1A, codée sur le chromosome 21 et étroitement liée au syndrome de Down et aux troubles du spectre autistique. DYRK1A a attiré beaucoup d'attention en tant que molécule cible pour le traitement de diverses maladies, mais le mécanisme cellulaire spécifique qui régule l'enzyme DYRK1A n'a pas encore été clarifié.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Kyoto ont identifié la protéine FAM53C et son effet inhibiteur sur DYRK1A, qui rend la protéine kinase inactive dans le cytoplasme.
"Nos résultats démontrent le rôle important du mécanisme de régulation intracellulaire de DYRK1A dans le développement et le fonctionnement normaux du système neuropsychiatrique", a déclaré le premier auteur Yoshihiko Miyata, de la Graduate School of Biology de l'Université de Kyoto. "Je suis fasciné par la régulation moléculaire très complexe du développement et de l'activité du cerveau humain. En plus des symptômes neuropsychiatriques, le syndrome de Down peut conduire à la maladie d'Alzheimer, au diabète de type 2 et à la dysplasie faciale. Compte tenu de l'importance de DYRK1A, nous avons exploré des molécules potentielles qui lui servent d'équivalents en interaction."
DYRK1A contrôle de nombreuses fonctions biologiques, notamment le développement et le fonctionnement du système nerveux. Au niveau cellulaire, cette protéine clé phosphoryle diverses autres protéines du cytoplasme et du noyau, régulant ainsi le cycle cellulaire, la différenciation cellulaire, la formation du cytosquelette et la réponse aux dommages de l'ADN.
Après avoir identifié DCAF7/WDR68 comme la principale protéine de liaison de DYRK1A dans des études précédentes, le groupe de recherche de Miyata a utilisé la spectrométrie de masse pour découvrir d'autres protéines en interaction qui régulent la fonction et la localisation cellulaire de DYRK1A. Notamment, la protéine FAM53C structurellement flexible se lie directement à la région de DYRK1A responsable de la phosphorylation des protéines. Cette interaction réduit l'activité kinase de DYRK1A, permettant à DYRK1A de s'ancrer dans le cytoplasme et à l'extérieur du noyau, comme dans le tissu cérébral normal.
"La régulation de l'activité de la protéine kinase médiée par FAM53C pourrait avoir un impact significatif sur la régulation de l'expression des gènes provoquée par des niveaux normaux et anormaux de DYRK1A, nous donnant ainsi de nombreuses implications cliniques potentielles", a déclaré Miyata.
Source compilée : ScitechDaily