En 1999, Corrie daCosta, alors jeune étudiant de premier cycle à l’Université d’Ottawa, assiste à un cours du professeur John Baenziger et découvre l’univers fascinant de la structure et de la fonction des protéines. Inspiré et motivé par l’envie d’en savoir plus, il décide d’entreprendre un doctorat sous la direction du professeur. Aujourd’hui, le professeur daCosta est un visage connu du Département de chimie et sciences biomoléculaires.
Les deux chercheurs sont restés en contact au cours des années (le professeur Baenziger a même assisté au mariage de son ancien étudiant). Mais jamais ils n’auraient pu prédire que cette amitié de longue date les mènerait un jour à une collaboration scientifique marquante.
De nouvelles découvertes sur les mouvements des protéines
Les deux professeurs s’intéressent au récepteur de l’acétylcholine de type musculaire. Ce récepteur est une protéine qui transforme les signaux chimiques provenant des nerfs en signaux électriques qui déclenchent la contraction musculaire. Sans lui, nos muscles ne recevraient pas les signaux qui leur indiquent quand se contracter.
Le professeur daCosta analyse le fonctionnement de cette protéine, tandis que le professeur Baenziger en étudie la structure. Grâce à l’imagerie de particules monomoléculaires, l’équipe du professeur Baenziger a réussi à observer le récepteur de l’acétylcholine dans un état intermédiaire, pendant sa transition d’une forme à une autre.
Reconnaissant l’importance de cette découverte, le professeur daCosta et son équipe ont mené des expériences sur des molécules individuelles de cette protéine afin de modéliser son fonctionnement et ses transitions entre ces états intermédiaires.
En combinant leur expertise, les chercheurs ont remis en question une théorie admise depuis longtemps sur le fonctionnement du récepteur de l’acétylcholine. En effet, pendant plus de 50 ans, la communauté scientifique a cru que les différentes composantes de la protéine se déplaçaient toutes simultanément, selon ce qu’on appelle une conformation concertée. Les résultats obtenus par nos chercheurs indiquent toutefois qu’elles se déplacent indépendamment les unes des autres lorsque la protéine change de forme pour déclencher la contraction musculaire.
« C’est comme si des dominos tombaient les uns après les autres plutôt que tous en même temps. Nous avons observé un état intermédiaire où un domino était déjà tombé alors que le suivant était encore debout. C’est ce qui nous a permis de démontrer que le processus se déroule par étapes. »
Le projet a mobilisé une équipe internationale incluant les Drs Hugues Nury et Eleftherios Zarkadas, dont les travaux en cryomicroscopie électronique de pointe à l’Institut de biologie structurale de Grenoble, en France, ont joué un rôle essentiel dans cette étude.
Le professeur daCosta souligne également les précieuses contributions des Drs Mackenzie Thompson, diplômé de l’Université d’Ottawa et chercheur postdoctoral à l’Université de Californie, et Christian Tessier, chercheur postdoctoral à l’Université d’Ottawa.
« Mackenzie a dirigé les travaux sur la structure de la protéine, tandis que Christian s’est concentré sur son fonctionnement. En réunissant les deux approches, nous avons pu faire une découverte qu’aucune des deux équipes n’aurait pu faire seule. »
Une découverte porteuse d’espoir pour la médecine
Cette découverte pourrait nous aider à mieux comprendre comment certains médicaments agissent sur les changements d’état de la protéine et donc à mettre au point des traitements plus efficaces contre les syndromes myasthéniques congénitaux.
Ces maladies peuvent nuire grandement à la qualité de vie et entraîner un déficit moteur et une faiblesse musculaire.
« En comprenant mieux le fonctionnement de cette protéine, nous pourrions, en théorie, agir plus précisément sur ses fonctions pour traiter certaines maladies et soulager les personnes atteintes », explique le professeur daCosta.
Une famille scientifique
Aussi remarquables que soient les avancées scientifiques de ces travaux, le professeur daCosta en souligne toujours la dimension humaine.
Pour lui, la possibilité de collaborer avec son mentor est un véritable privilège. Avec humour, il compare même leur collaboration à des retrouvailles de famille.
« Je le considère comme mon père scientifique, et mes étudiantes et étudiants le voient comme leur grand-père scientifique. »
Après avoir suivi les cours du professeur Baenziger au premier cycle, le professeur daCosta contribue aujourd’hui à enrichir les connaissances sur une protéine essentielle en plus de montrer l’impact durable du mentorat dans le milieu scientifique.