​Connaître la structure des molécules testées par l’industrie pharmaceutique permet de gagner plusieurs années dans le développement des médicaments. « Il faut en moyenne 12 ans pour mettre au point une molécule pharmaceutique, indique Valentin Gordeliy. En connaissant sa structure, il est possible d’économiser 3 ans de travail et de réduire les coûts de 30%. » Son équipe, à l’IBS, est récemment parvenue à cristalliser une protéine membranaire qui jusque là refusait de dévoiler sa structure. Découverte en 2000, la proteorhodopsin (PR) appartient à la famille des protéines rétiniennes qui s’activent sous l’action de la lumière. Ces molécules photo-actives sont des pompes à protons, qui utilisent les rayons lumineux pour faire migrer des protons à travers les membranes cellulaires et génèrent ainsi un signal électrique.

Les chercheurs de l’IBS ont travaillé sur une protéine PR particulière, isolée d’une bactérie découverte dans le permafrost de l’Arctique : Exiguobacterium sibiricum. « Notre nouvelle méthode de cristallisation a permis de mettre en évidence des particularités inattendues dans la structure de la protéine PR par rapport aux autres protéines rétiniennes connues, notamment une distorsion d’une de ses hélices[1] , explique le biologiste. Cela va changer considérablement les théories actuelles sur les mécanismes de fonctionnement des pompes à protons. »

Outre la pharmacologie, ces travaux vont irriguer un autre domaine en plein essor : l’optogénétique. Cette technique consiste à marquer des cellules par des protéines photo-actives pour les rendre à sensibles à la lumière. Largement utilisée en neurosciences, elle permet d’exciter très localement un pool de neurones et d’observer leurs fonctions. L’optogénétique aurait également des retombées thérapeutiques pour relancer l’activité de cellules déficientes (activité cardiaque, fabrication d’insuline, etc.). 

[1] L’hélice F est remplacée par une hélice-π et une hélice-3₁₀. La distorsion est stabilisée par des liaisons hydrogène.