Dynamique membranaire et régulations>> Activités de recherche et projets

La dynamique des membranes biologiques nécessite une coordination, dans l'espace et dans le temps, de l'assemblage des machineries cytosoliques (manteaux vésiculaires et protéines accessoires) et de l'incorporation des cargos (protéines membranaires et solubles à véhiculer). Cette synchronisation est orchestrée par une série de régulations ciblant les protéines transportées et les machineries d'assemblage ainsi que par la modification des caractéristiques physico-chimiques des membranes, incluant la biosynthèse de lipides de signalisation et les contraintes mécaniques imposées par la courbure. Un des types les plus représentatifs de ces lipides de signalisation est celui des phosphoinositides ou dérivés phosphorylés du phosphatidyl-inositol.
Par ailleurs, les déformations progressives que subissent les membranes au cours de la tubulation et/ou le bourgeonnement vésiculaire (modifications de la courbure membranaire) peuvent conditionner le recrutement et le démantèlement des complexes moléculaires impliqués dans ces évènements.

Nos projets


1- Nous travaillons à comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'action de protéines cytosoliques portant un domaine proposé comme possédant la propriété de senseur de courbure et s'arrimant aux membranes cibles par l'intermédiaire d'un ancrage à certains types de lipides de signalisation (acide phosphatidique, phosphoinositides…). Actuellement, nous nous centrons sur l'étude d'un domaine appelé BAR (Bin/Amphiphysin/Rvs) qui est porté par de nombreuses protéines cytosoliques impliquées dans le contrôle de la dynamique des membranes cellulaires. Dans ce contexte, nous développons les axes suivants :

  • Recherche de mutations de la séquence BAR altérant son auto-assemblage. Nous avons récemment généré une série de mutants du domaine BAR de deux familles de protéines jouant un rôle dans l'endocytose (les endophilines et les amphiphysines) et caractérisons l'impact de ces mutations sur les propriétés moléculaires de ce domaine ainsi que les fonctions membranaires des protéines mentionnées précédemment.
  • Caractérisation des propriétés de liaison du domaine BAR aux membranes et aux lipides qui les constituent.


2- Nous cherchons à déterminer les consensus moléculaires qui gouvernent les évènements de constriction et de fission des compartiments et vésicules de transport mettant en jeu les GTPases de la famille de la dynamine. Nous sommes à l'heure actuelle centrés sur les machineries de constriction/fission des vésicules à manteau de clathrine et du réseau mitochondrial.

3- Nous cherchons à comprendre la fonction de l'interaction de protéines à domaine BAR comme les endophilines et les ‘sorting-nexins' avec certains récepteurs de surface ainsi que certaines métalloprotéases et molécules d'adhésion.

4- Notre recherche future s'orientera également vers l'étude du rôle de protéines liant et/ou transportant les lipides (de façon indépendante d'un transport vésiculaire traditionnel), dans le contrôle de l'homéostasie et de la dynamique des compartiments intracellulaires.


Approches expérimentales et modèles d'étude :


Nos approches expérimentales visent tout d'abord à reconstituer in vitro les assemblages moléculaires et les déformations exercées sur les membranes.
Nous utilisons donc des approches biochimiques pour produire les protéines d'intérêt dans divers systèmes d'expression (bactérie, cellules d'insectes et baculovirus, cellules mammifères) ainsi que des membranes artificielles ou liposomes. La visualisation des déformations membranaires est effectuée à l'aide de la microscopie optique en épifluorescence et vidéomicroscopie ainsi que la microscopie électronique. Ces approches morphologiques et dynamiques sont également appliquées à l'étude de la fonction intracellulaire de différentes protéines interagissant avec les membranes ex vivo, en cellule unique.
Enfin, nous étudions les fonctions moléculaires et biologiques de certaines protéines d'intérêt in vivo, en utilisant la Drosophile comme modèle.

Figure2.jpg

Tubulation de membranes artificielles par le domaine BAR de l'endophiline (A : liposomes dont la membrane contient un analogue lipidique fluorescent, B : liposomes présentés en A domaine BAR).

Dernière modification 13 Mars 2014

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