La transduction protéique, de la technologie à la physiologie

Protein transduction, from technology to physiology

CNRS UMR 8542, École normale supérieure, 46, rue d'Ulm, 75230 Paris Cedex 05, France

Auteur de correspondance : Alain.Prochiantz@ens.fr

Reçu : 2 Novembre 2006

Résumé

Au début des années 1990, nous avons observé que le domaine de fixation à l'ADN (homéodomaine) d'Antennapedia, un facteur de transcription de la classe des homéoprotéines, était internalisé par des cellules vivantes et adressé à leur cytoplasme et noyau. Il apparut rapidement que cette internalisation était due à la troisième hélice de l'homéodomaine, longue de 16 acides aminés. Ce court peptide, baptisé Pénétratine, est le premier d'une longue série de peptides transducteurs, largement utilisés pour l'internalisation de cargos variés, in vitro et in vivo. Même si les peptides de transduction sont développés dans cette optique d'applications pratiques, la conséquence la plus remarquable de l'observation initiale fut la découverte que des homéoprotéines entières peuvent passer entre cellules et exercer des activités transcriptionnelles et traductionnelles paracrines. Ce mécanisme requiert que les homéoprotéines soient internalisées et sécrétées. La sécrétion est indépendante du Golgi et repose sur une petite séquence, aussi présente dans l'homéodomaine, mais distincte de la Pénétratine. Les conséquences de ce nouveau mode de transduction du signal sont brièvement discutées.

Abstract

In the early 90s, we found that the DNA-binding domain (homeodomain) of Antennapedia, a homeoprotein transcription factor, was internalized by live cells gaining access to their cytoplasm and nuclei. It was soon revealed that internalization is due to the third helix of the homeodomain, composed of sixteen amino acids. This short peptide baptized Penetratin is the first of a large series of transduction peptides widely used for the internalization of all sorts of cargoes in vitro and in vivo. Although transduction peptides are being developed with the latter practical goal, the most intriguing outcome of our initial observation is that full-length homeoproteins are transferred between cells and have non-cell autonomous transcriptional and translational activities. This new signaling mechanism requires that homeoproteins be internalized and secreted. Secretion is Golgi independent and requires a small sequence also present in the homeodomain but distinct from the Penetratin sequence. The consequences of this novel signaling mechanism are briefly discussed.