Equipe Wild

L’équipe Wild est hébergée par l’Institut de Biologie Structurale à Grenoble et fait partie du Groupe Structure et Activité des Glycosaminoglycanes (SAGAG).

L’équipe a un fort attrait pour la compréhension des glycosyltransférases et des enzymes de modification des glycans au niveau moléculaire. Un accent particulier est mis sur les enzymes de biosynthèse de l’héparane sulfate, un polysaccharide complexe impliqué dans plusieurs fonctions biologiques importantes. Notre but est de déchiffrer l’architecture et le mécanisme catalytique de ces enzymes en combinant des approches de biologie structurale, en particulier la cryo-microscopie électronique avec des essais fonctionnels et biophysiques in vitro et des études in cellulo.

Biosynthèse de l’héparane sulfate
Les héparanes sulfate sont des polysaccharides linéaires extrêmement complexes retrouvés à la surface de toutes les cellules animales. La chaîne polysaccharidique est liée covalemment via un résidu de sérine au cœur protéique et médie les interactions avec d’autres facteurs cellulaires. Les héparanes sulfate sont impliqués dans un grand nombre de processus biologiques, notamment le développement cellulaire, le métabolisme lipidique, la réparation des tissus, l’inflammation, les réponses immunitaires et les interactions hôtes-pathogènes. Le dysfonctionnement de la biosynthèse de l’héparane sulfate a été associé à la maladie d’Alzheimer, aux inflammations aigues et chroniques, à la tumorigenèse et au diabète.

La biosynthèse de l’héparane sulfate prend place dans la lumière de l’appareil de Golgi et implique l’interaction finement régulée de plus d’une douzaine de glycosyltransférases et d’enzymes de modification des sucres ancrées à la membrane. Plusieurs études ont montré que la séquence des chaînes d’héparane sulfate est spécifique d’un type cellulaire et d’un tissu donné et qu’elle peut changer au cours du développement embryonnaire, des maladies et du vieillissement. Leurs mécanismes de régulation restent quant à eux mal connus. Certaines enzymes de la voie de biosynthèse de l’héparane sulfate ont été montrées comme interagissant les unes avec les autres et il a été proposé qu’elles puissent s’assembler dans un large complexe nommé ‘GAGosome’ et dont la composition définirait la séquence polysaccharidique générée.

Aperçu de la biosynthèse de l’héparane sulfate. (A) Représentation schématique d’un protéoglycane porteur de chaîne d’héparane sulfate avec les enzymes impliquées dans la polymérisation et de modification de la chaîne indiquées sur le côté. (B) Le modèle du GAGosome décrit la formation hypothétique d’un complexe d’enzymes impliquées dans la biosynthèse de l’héparane sulfate.

La cryo-microscopie électronique apporte des informations moléculaires sur le mécanisme des glycosyltransférases.
La cryo-microscopie électronique à particule unique est la méthode de pointe pour déterminer la structure de protéines membranaires et de larges complexes. Nous avons récemment résolu la structure du complexe humain EXT1-EXT2, qui est responsable d’une étape clé dans la biosynthèse de l’héparane sulfate : la polymérisation du long squelette glycanique. Dans une étude précédente, nous avons déterminé la structure de l’oligosaccharyltansférase de la levure, un complexe enzymatique central dans la N-glycosylation des protéines qui catalyse le transfert d’un précurseur glycanique depuis un porteur lipidique vers les substrats protéiques.

Détermination structurale par cryo-microscopie électronique du complexe de la polymérase humaine et de l’oligosaccharyltansférase de la levure. Micrographie représentative de cryo-microscopie électronique (A) et classes 2D sélectionnées (B). (C) Reconstruction 3D et structure du complexe EXT1-EXT2. Source : Leisico et al., Nature communications 2022. (D) Structure obtenue par cryo-microscopie électronique de l’oligosaccharyltansférase de la levure. Source : Wild et al., Science 2018.

L’établissement hôte possède une excellente infrastructure pour la poursuite de projets de biologie structurale complexes, incluant une plateforme ME qui offre un accès direct à un micoscope Glacios équipé d’une caméra K2 et d’un microscope de criblage Tecnai F20. De plus, nous avons accès au microscope Titan Krios de l’ESRF, localisé sur le même campus.

Si vous voulez rejoindre l’équipe pour un stage, une thèse ou un postdoctorat, écrivez à l’adresse suivante : Rebekka Wild.

Membres d’équipe :

Les membres actuels de l’équipe, de gauche à droite, au front : Marie Bourgeais (ingénieure de recherche), Rebekka Wild (responsable d’équipe), Margot Weber (étudiante en thèse). À l’arrière : Manal Hal Majed (étudiante en Licence), Poushalee Dutta (étudiante en thèse), Mélanie Friedel (assistante d’ingénieur).

Anciens membres de l’équipe :
Francisco Leisico (postdoctorant)
Farah Fouladkar (étudiante en Licence et Master, L3 et M1)
Juneina Omeiri (étudiante en Master, M2)
Borys Pedenko (étudiant en Master, M1)

Sources de financement :

Publications récentes :

  • Vallet SD, Annaval T, Vivès RR, Richard E, Hénault J, Le Narvor C, Bonnaffé D, Priem B, Wild R#, Lortat-Jacob H# (2023). Functional and structural insights into human N-deacetylase/N-sulfotransferase activities. Proteoglycan Research doi.org/10.1002/pgr2.8.
  • Leisico F*, Omeiri J*, Le Narvor C, Beaudouin J, Hons M, Fenel D, Schoehn G, Couté Y, Bonnaffé D, Sadir R, Lortat-Jacob H#, Wild R# (2022). Structure of the human heparan sulfate polymerase complex EXT1-EXT2. Nature Communications doi : 10.1038/s41467-022-34882-6.
  • Neuhaus JD*, Wild R*,#, Eyring J, Irobalieva RN, Kowal J, Lin C-W, Locher KP, Aebi M# (2021). Functional analysis of Ost3p and Ost6p containing yeast oligosaccharyltransferases. Glycobiology doi : 10.1093/glycob/cwab084.
  • Ried MK*, Wild R*, Zhu J, Pipercevic J, Sturm K, Broger L, Harmel RK, Abriata LA, Hothorn LA, Fiedler D, Hiller S, Hothorn M (2021). Inositol pyrophosphates promote the interaction of SPX domains with the coiled-coil motif of PHR transcription factors to regulate plant phosphate homeostasis. Nature communications doi : 10.1038/s41467-020-20681-4
  • Annaval T, Wild R, Crétinon Y, Sadir R, Vivès RR, Lortat-Jacob H (2020). Heparan Sulfate Proteoglycans Biosynthesis and Post Synthesis Mechanisms Combine Few Enzymes and Few Core Proteins to Generate Extensive Structural and Functional Diversity. Molecules doi : 10.3390/molecules25184215
  • Wild R*, Kowal J*, Eyring J*, Ngwa EM, Aebi M, Locher KP (2018). Structure of the yeast oligosaccharyltransferase complex gives insight into eukaryotic N-glycosylation. Science doi : 10.1126/science.aar5140
  • Wild R*, Gerasimaite R*, Jung JY*, Truffault V, Pavlovic I, Schmidt A, Saiardi A, Jessen HJ, Proirier Y, Hothorn M, Mayer A (2016). Control of eukaryotic phosphate homeostasis by inositol polyphosphate sensor domains. Science doi : 10.1126/science.aad9858
  • Wild R, Hothorn M (2016). The macro domain as fusion tag for carrier-driven crystallization. Protein Science doi:10.1002/pro.3073