Une équipe de l'Université de Cologne rapporte dans Nature Cell Biology que l'acide aminé essentiel leucine améliore la production d'énergie cellulaire en préservant les protéines clés de la membrane externe mitochondriale via le facteur de contrôle de qualité SEL1L, reliant l'alimentation à la fonction organitaire et suggérant des implications pour les maladies métaboliques et le cancer.
Les mitochondries doivent s'ajuster en continu aux demandes énergétiques changeantes, un processus influencé par les nutriments. Une équipe dirigée par le professeur Dr. Thorsten Hoppe à l'Institut de génétique de l'Université de Cologne et au Cluster d'excellence CECAD en recherche sur le vieillissement a identifié une voie réactive aux nutriments qui aide les mitochondries à répondre à ces demandes. Selon l'étude, la leucine stabilise les protéines sur la membrane mitochondriale externe qui sont critiques pour la respiration, améliorant ainsi la production d'énergie cellulaire. (ScienceDaily ; Bureau de presse de l'Université de Cologne.) (sciencedaily.com)
L'article, « Leucine inhibits degradation of outer mitochondrial membrane proteins to adapt mitochondrial respiration », rapporte que la leucine réduit l'activité de SEL1L, un composant du système de contrôle de qualité des protéines de la cellule, limitant la dégradation de ces protéines de la membrane externe et soutenant les performances mitochondriales. Nature Cell Biology détaille en outre un axe leucine–GCN2–SEL1L qui relie la détection des acides aminés à la protéostase mitochondriale. (Nature Cell Biology.) (nature.com)
« Nous étions ravis de découvrir que le statut nutritionnel d'une cellule, en particulier ses niveaux de leucine, impacte directement la production d'énergie », a déclaré le Dr. Qiaochu Li, premier auteur de l'étude. « Ce mécanisme permet aux cellules de s'adapter rapidement à des demandes énergétiques accrues pendant les périodes d'abondance nutritionnelle. » Li a ajouté une note de prudence : « Moduler les niveaux de leucine et de SEL1L pourrait être une stratégie pour booster la production d'énergie. Cependant, il est important de procéder avec prudence. SEL1L joue également un rôle crucial dans la prévention de l'accumulation de protéines endommagées, ce qui est essentiel pour la santé cellulaire à long terme. » (ScienceDaily ; Université de Cologne.) (sciencedaily.com)
Les auteurs ont testé le mécanisme dans plusieurs systèmes. Chez Caenorhabditis elegans, des défauts dans le catabolisme de la leucine ont altéré la fonction mitochondriale et ont été liés à des problèmes de fertilité. Dans des cellules de cancer du poumon humain, des acides aminés à chaîne ramifiée intracellulaires élevés ont réduit l'ubiquitinylation des protéines de la membrane externe et augmenté la résistance à l'inhibition de l'import de protéines mitochondriales, une découverte que les auteurs estiment pouvoir informer les recherches futures sur le cancer. (Nature Cell Biology ; Université de Cologne.) (nature.com)
La leucine est un acide aminé essentiel obtenu à partir d'aliments riches en protéines tels que les produits laitiers, la viande et les légumineuses. Bien que ce travail pointe vers des cibles thérapeutiques potentielles, les chercheurs notent que SEL1L est également vital pour prévenir l'accumulation de protéines endommagées, soulignant la nécessité de prudence dans toute intervention. (ScienceDaily ; Université de Cologne.) (sciencedaily.com)
Le financement est venu de la Stratégie d'excellence de l'Allemagne au sein de CECAD, des Centres de recherche collaboratifs de la Fondation allemande pour la recherche (DFG), du Conseil européen de la recherche (ERC Advanced Grant « CellularPQCD ») et de la Fondation Alexander von Humboldt. L'étude a été publiée en ligne le 31 octobre 2025 dans Nature Cell Biology (DOI : 10.1038/s41556-025-01799-3). (ScienceDaily ; Université de Cologne ; Nature Cell Biology.) (sciencedaily.com)
