Cristallographie, diffusion des rayons X et de neutrons aux petits angles, RMN¹, …autant de techniques expérimentales au service de la biologie structurale qui approchent aujourd'hui l'intimité de la complexité organique. En effet, les chercheurs ont à leur disposition des techniques complémentaires leur permettant de visualiser des édifices macromoléculaires avec plusieurs partenaires en solution, de manière à se rapprocher au plus près de la réalité biologique. « La diffusion des rayons X et des neutrons aux petits angles informe sur la forme globale d'un assemblage macromoléculaire, explique Frank Gabel, ingénieur-chercheur CEA à l'IBS. D'autre part, la RMN fournit des données sur l'orientation relative des partenaires. Avec cette approche croisée, nous pouvons atteindre des résolutions² jusqu'à 5 Å, selon la complexité des  structures. » Mais ces techniques apportent des données très indirectes, que les physiciens interprètent avec des calculs de plus en plus sophistiqués. « Nous avons développé un logiciel permettant aux expérimentateurs d'interpréter les résultats de cette double approche, ajoute le chercheur. Il est à la disposition de la communauté scientifique. »

Une collaboration impliquant l'équipe de Frank Gabel, le centre Helmholtz de Munich (HMGU), l'Université technique de Munich (TUM) ainsi que le Centre de Régulation du Génome de Barcelone, a illustré la puissance de ce renouveau en biologie structurale, avec un article concernant la régulation des gènes, paru dans la revue Nature. La synthèse des protéines passe par deux étapes : la transcription des gènes en molécules d'ARN messager et la traduction de ces ARNs en protéines. Des mécanismes naturels régulent la seconde étape. C'est le cas de la compensation de dose, un mécanisme essentiel à la vie qui assure le bon équilibre du nombre de protéines exprimées par les paires chromosomiques sexuelles XX des femelles et XY des mâles. Grâce à la combinaison de la RMN, de la diffusion de neutrons et de la diffusion de RX aux petits angles, les chercheurs ont levé le voile sur la régulation des ARNs messagers chez la mouche drosophile. Ils ont montré comment deux protéines, SXL et UNR, collaborent pour reconnaître l'ARN messager et l'entourent pour former un complexe ternaire. Ce dernier intervient pour s'assurer que l'expression des gènes sur les chromosomes de la femelle est équivalente à celle des gènes présents sur les chromosomes du mâle. Cette structure tridimensionnelle inhabituelle était jusqu'ici inconnue. Selon les scientifiques, il est probable qu'un mécanisme similaire soit aussi présent chez l'Homme.

1. Résonance magnétique nucléaire
2. 1 angström= 10^-10 m