Reut Shalgi (Technion, Israël) fait parler les protéines pour soigner Parkinson, Alzheimer, l’ALS…

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Israël Science Info a décidé de rendre hommage à une femme d’exception, Reut Shalgi, professeur assistant et chercheuse au Technion. «La science vous mène dans des directions auxquelles vous ne vous attendiez pas, et vous devez trouver votre chemin à travers cela« , raconte le Pr Reut Shalgi. Reut Shalgi a quitté le MIT pour revenir en Israël grâce au Technion, où elle étudie actuellement les mécanismes de régulation de la synthèse protéique à l’Institut de recherche médicale Rappaport. « En tant que scientifique, j’ai accès à un monde infini de sujets de recherche. La science mène dans des directions inattendues, et on doit trouver son chemin à travers cela, et en même temps se laisser guider« .
Reut Shalgi, qui a reçu la prestigieuse bourse universitaire Alon for Outstanding Young Faculty, a rejoint les rangs de la faculté du Technion l’an dernier. Actuellement, en tant que membre de l’équipe de l’Institut de Recherche Médicale Rapapport du Technion, elle étudie les mécanismes de contrôle de la traduction par les ribosomes.

Elle est diplômée « Cum Laude » de l’Université de Tel-Aviv en 2002, en Biologie et en Sciences Informatiques. Son projet de fin d’études explorait ce qui était à l’époque le domaine émergent de la bioinformatique, qui applique les outils statistiques et de l’informatique à la recherche biologique et pharmacologique.

Grâce à ses compétences en sciences informatique le Pr Shalgi a commencé, alors qu’elle était encore étudiante, à travailler pour la société high tech RadVision. Mais la recherche de nouveaux défis l’a amenée à s’inscrire dans le programme de Master en Sciences de la Vie à l’Institut Weizmann. Sous la direction du Pr Yitzhak Pilpel et du Pr Ron Shamir, elle a utilisé des méthodes bio-informatiques pour étudier les mécanismes qui régulent l’expression des gènes – et a été captivée par le monde de la recherche scientifique. « Au cours de mon master, j’ai compris que je voulais être une scientifique, comprendre le fonctionnement des cellules, enquêter sur les façons dont elles peuvent mal fonctionner et trouver des moyens de les corriger« .

« Nous travaillons dans le domaine nouveau et fascinant de la biologie des systèmes, intégrant de plus en plus la biologie et l’informatique, et utilisant les données de l’ensemble du génome ainsi que des outils bio-informatiques, » explique la Professeure adjointe Shalgi. «La biologie des systèmes nous donne une vue d’ensemble des processus biologiques qui ont lieu à l’intérieur de la cellule, alors que la biologie classique examine ces processus en profondeur. » Elle a poursuivi un doctorat à l’Institut Weizmann, sous la direction des Prs Pilpel et Moshe Oren. «Ma recherche c’est portée sur les mécanismes de régulation de micro-ARN – de petites molécules qui sont des gènes mais qui ne codent pas de protéines. Chaque étape de la synthèse des protéines est contrôlée par de nombreux facteurs à l’intérieur de la cellule. J’étudiais les interrelations et la coordination entre les différents niveaux de ce réseau« .

En 2009, après avoir terminé son doctorat, la professeure adjointe Shalgi est allée poursuivre ses études post-doctorales au MIT. Sous la direction de l’expert en bioinformatique Prof. Chris Burge et de la professeure Susan Lindquist, une experte mondiale dans le domaine de chaperons (des protéines spécialisées qui facilitent le bon pliage des autres protéines cellulaires, ce qui est essentiel pour leur bon fonctionnement), Shalgi étudia les mécanismes de contrôle de la traduction dans les cellules soumises à un stress, ainsi que les interrelations entre le ribosome et les chaperons. C’est à ce moment là qu’elle a découvert un mécanisme jusqu’alors inconnu du contrôle de la traduction : la mise en pause de ribosomes par les chaperons pendant le processus de traduction. Elle continue de travailler sur ce mécanisme depuis son propre laboratoire.

Cette pause se produit en réponse à des conditions environnementales extrêmes, et est régulée par les chaperons et leurs interactions avec le ribosome. Après l’arrêt du stress, le processus essentiel de la synthèse des protéines reprend.

« Nous pensons que ce mécanisme est également impliqué dans les maladies neuro-dégénératives, comme les maladies de Charcot, d’Alzheimer, de Parkinson et de Huntington… » ajoute-t-elle, « les conditions dans lesquelles les protéines se plient mal et s’accumulent [accumulation et agglutination]. Nous étudions actuellement comment la pause des ribosomes est liée à ces pathologies« .

Elle a gardé de très bons souvenirs de ses cinq années post-doctorat à Boston, au cours desquelles sa première fille est née, mais «Je voulais vraiment revenir en Israël, vers ma famille et mes amis. Le Technion m’a accueilli très chaleureusement, et en octobre dernier, nous sommes rentrés en Israël, grâce au Technion. Je suis revenue du MIT avec plusieurs méthodologies de recherche de pointe ».

Une de ces méthodes consiste en un criblage à haut débit, exécuté par robot, des interactions protéine-protéine, qui peut analyser des milliers de paires de protéines par jour et produire une information quantitative sur les interactions entre chaque paire de protéines. Reut Shalgi analyse ces données en utilisant des outils bio-informatiques, et cartographie le réseau de contrôle qui régit le système de traduction de la cellule et les interactions entre les protéines : « Le robot me permet de cartographier rapidement des réseaux de protéines en entier, et j’utilise des outils bio-informatiques pour analyser les échanges entre les composantes de ce réseau, et les régulateurs de la traduction. »

« Dans mon laboratoire, nous intégrons la biologie avec des méthodologies et de la bio-informatique à l’échelle du génome entier afin d’étudier la cellule comme un système. Notre approche unique est de regarder la cellule comme un système dans lequel chaque composant doit non seulement fonctionner correctement de lui-même, mais être aussi coordonné avec tous les autres composants. »

Elle n’a jamais eu le sentiment de compromettre son excellence scientifique ou celle de sa recherche en quittant le MIT pour le Technion. «Cette Faculté et le Technion m’offrent les normes les plus élevées possible. C’est une Faculté très diversifiée avec une interface, forte et saine, entre la recherche clinique et scientifique. La nouvelle formation du Technion en Sciences Médicales offre aux étudiants de la Faculté une occasion de se familiariser avec la science et de peut-être devenir chercheur. Tout le monde sait ce qu’est un médecin, mais tout le monde ne comprend pas ce que signifie être chercheur, ce qu’il fait réellement au quotidien. Un médecin traite les patients avec les outils à sa disposition, mais le développement d’un nouveau médicament ou traitement nécessite une compréhension en profondeur des mécanismes qui conduisent à la maladie, et c’est ce que nous chercheurs, tendons à faire. Certains médecins parviennent à faire de la recherche aux côtés de la clinique, mais ce sont les chercheurs à temps plein qui peuvent réellement se plonger profondément dans les processus causant la maladie. »

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