Et l’objectif n’est pas de découvrir la recette d’un métal précieux ou la pierre philosophale, mais plus modestement de figer la protéine, de la rendre insoluble, de la transformer en un cristal. «Ce qui est particulier dans ce travail, explique Frédéric Kerff, c’est qu’on ne connaît pas de recettes de cristallisation. On ne sait pas à l’avance ce qui va marcher. On peut très bien obtenir un cristal au bout de quelques jours ou alors s’escrimer durant des mois sans résultat.» La découverte du résultat au microscope est toujours un moment de légère intensité : est-ce que cela a marché ou non ? Un moment d’esthétique aussi. Dans sa répétition, la structure du cristal peut prendre des contours assez envoûtants.

Le jour où EXLX1 s'est figée

Beaucoup moins poétiques déjà sont les noms que les chercheurs attribuent à leurs protéines. Celle que Frédéric Kerff a réussi à cristalliser récemment, et qui lui vaut les honneurs d’une publication dans le numéro de novembre 2008 de la revue américaine PNAS (1), s’appelle… EXLX1 ! C’est une protéine (de la bactérie Bacillus subtilis) qui joue un rôle dans le métabolisme de la paroi des bactéries, et qui intéresse donc les chercheurs du CIP. «Mais la cristallisation, ce n’est que la première partie du travail, explique le chercheur. L’autre étape consiste à construire une structure en trois dimensions de la protéine. Car seule cette structure en 3D permet de comprendre comment elle peut interagir avec son environnement.» Une fois son cristal obtenu, Frédéric Kerff est donc parti au synchrotron de Grenoble, avec dans une main sa valise et dans l’autre un petit bac frigo contenant la précieuse protéine cristallisée. Grenoble possède un accélérateur unique de particules qui permet de réaliser ce que les chercheurs appellent la «diffraction de rayons x». Les rayons qui entrent en contact avec le cristal de protéine, interfèrent avec les atomes qui composent la protéine et sont diffractés par ceux-ci dans différentes directions pour former un diagramme de diffraction. La position des taches et leur intensité mesurées à l’aide d’un détecteur dépendent, respectivement, de l’empilement régulier des protéines dans le cristal et de la densité électronique des différents atomes composant la protéine. Après un certain nombre de calculs, la technique permet de déterminer la position de chaque atome et par conséquent la structure tridimensionnelle de la protéine: environ 2000 positions différentes pour la protéine en question, qui contient 208 acides aminés.

(1) Kerff F, Amoroso A, Herman R, Sauvage E, Petrella S, Filée P, Charlier P, Joris B, Tabuchi A, Nikolaidis N, Cosgrove DJ. (2008) Crystal structure and activity of Bacillus subtilis YoaJ (EXLX1), a bacterial expansin that promotes root colonization. Proc Natl Acad Sci U S A. 105(44):16876-81