Aux limites du Vivant : l’intégrité des protéomes extrêmophiles

Investigateur principal : Bruno Franzetti

Membres du groupe associés : Cécile Cadoux, Federico Musso, Eric Girard, Giuseppe Zaccaï, Tristan Wagner, Bruno Franzetti

Des exoplanètes continuent d’être découvertes au fil des ans, mais les endroits les plus prometteurs pour la vie se trouvent dans notre système solaire : les océans souterrains d’Europe et d’Encelade et les saumures de Mars pourraient contenir tout ce dont la vie a besoin selon les normes terrestres (eau liquide, matière organique et source d’énergie). Cependant, les conditions physiques et chimiques de ces environnements pourraient dépasser les limites terrestres. Pour mieux comprendre les limites de la résilience de la vie sur Terre et éventuellement sur d’autres planètes, nous étudions comment et dans quelle mesure des conditions extrêmes de température, de salinité et de pression affectent les états de repliement et les propriétés dynamiques moléculaires de protéines individuelles, de grands complexes moléculaires ou de cellules archéales vivantes (halophiles et thermo/hyperthermophiles des thermococcales et des méthanogènes). Nous utilisons diverses techniques biophysiques telles que le nanoDSF, la DLS ainsi que la spectrométrie neutronique à l’ILL. Nous utilisons également la plateforme haute pression pour comprendre jusqu’où la pression peut étendre la gamme des conditions compatibles avec les processus vitaux. Pour parvenir à une compréhension plus globale des adaptations extrémophiles, nous développons des approches à l’échelle du protéome combinant la protéolyse limitée, le piégeage par affinité et la spectrométrie de masse pour identifier les protéines les moins robustes au sein des protéomes extrémophiles (meltome). Ces informations sont combinées à des approches structurelles de modélisation informatique afin d’identifier les plis et les éléments constitutifs qui limitent l’évolution et l’adaptation de la vie dans des conditions extrêmes.

Financements

Projet IDEX "Origin Of Life". Un programme interdisciplinaire de l’Université Grenoble Alpes réunissant des astrophysiciens, des chimistes et des biologistes.

Collaborations

  • F. Natali : Spectrométrie neutronique (ILL-Grenoble)
  • Y Couté : Proteomique (Edyp Laboratory-Grenoble)
  • D. Flament, M. Jebbar and G. Henneke. Ifremer, Laboratoire de Microbiologie des Environnements Extrêmes (LM2E), Brest.
  • C. Brochier : Bioinformatique et évolution moléculaire (LBBE, Lyon 1 University)

Publications sélectionnées

  • Jebbar M, Franzetti B, Girard E, Oger P
    Microbial diversity and adaptation to high hydrostatic pressure in deep-sea hydrothermal vents prokaryotes. Extremophiles. 2015 ;19(4):721-40
  • Vauclare P, Marty V, Fabiani E, Martinez N, Jasnin M, Gabel F, Zaccai, G and Franzetti, B
    Molecular adaptation and salt stress response of Halobacterium salinarum cells revealed by neutron spectroscopy. Extremophiles. 2015 ;19(6):1099-107
  • Rosenbaum E, Gabel F, Durá MA, Finet S, Cléry-Barraud C, Masson P and Franzetti B
    Effects of hydrostatic pressure on the quaternary structure and enzymatic activity of a large peptidase complex from Pyrococcus horikoshii. Archives of Biochemistry and Biophysics (2012) 517 (2) : 104–110
  • Tehei M, Franzetti B, Wood K, Gabel F, Fabiani E, Jasnin M, et al.
    Neutron scattering reveals extremely slow cell water in a Dead Sea organism. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 ;104(3):766-71
  • Tehei M, Franzetti B, Maurel MC, Vergne J, Hountondji C, Zaccai G
    The search for traces of life : the protective effect of salt on biological macromolecules. Extremophiles. 2002 ;6(5):427-30