Responsable de groupe : Bruno Franzetti
ACTIVITES DE RECHERCHE
Le groupe ELMA cherche à comprendre comment les microbes présents dans les environnements les plus extrêmes ont développé des métabolismes uniques à la limite thermodynamique du Vivant, et comment ils parviennent à maintenir un protéome sain dans des conditions extrêmes de température, de pression ou de salinité. Ces recherches repoussent les frontières de notre compréhension de la résilience des organismes vivants, que ce soit en termes de sources d’énergie, de stabilité des biomolécules, d’évolution moléculaire ou de nouvelles machineries cellulaires.
Nos travaux se concentrent principalement sur les systèmes biologiques dérivés des Archées. Ces organismes procaryotes différent des bactéries. Ils représentent une part importante du microbiote terrestre, jouent un rôle crucial dans les cycles géochimiques, mais restent la partie la plus inexplorée du monde Vivant. Ils ont développé une plasticité métabolique qui leur permet de survivre dans les environnements les plus hostiles.
En plus d’explorer l’adaptabilité, les processus cellulaires et les métabolismes uniques des Archées, nos recherches offrent un cadre rationnel pour mieux comprendre les origines de la Vie et orienter la recherche de la Vie dans l’Univers. Nos activités de recherche fondamentale centrées sur les extrêmophiles visent également à proposer des solutions innovantes pour l’industrie comme des sources d’énergie alternatives, des biocatalyseurs robustes pour une industrie plus propre, et des hydrolysats protéiques pour les secteurs de la nutrition, de la santé et de la cosmétique.
L’activité de recherche du groupe ELMA se structure autour de deux axes principaux :
Limites Moléculaires de la Vie
Nous cherchons à identifier, à l’échelle du protéome, les mécanismes moléculaires associés au maintien de l’intégrité et de l’activité des protéines dans des conditions extrêmes de température, de pression et de salinité. Le second projet sur l’adaptation cellulaire à l’environnement se concentre sur la régulation du protéasome des Archées hyper-thermophiles / des grands fonds marins et sur son rôle dans la réponse au stress. Ces connaissances sont utilisées pour développer des biotechnologies innovantes pour le secteur agroalimentaire, en particulier par la recherche et l’ingénierie de nouvelles peptidases extrêmophiles provenant d’environnements marins.
Métabolisme Microbien (Équipe ERC de T. Wagner)
Nous cherchons à élucider les voies cataboliques et assimilatrices des chimioautotrophes anaérobies. Nos recherches se concentrent principalement sur des microbes vivant aux limites thermodynamiques, tels que les méthanogènes, les acétogènes et les alcanotrophes. Nous adoptons une approche intégrative en conditions natives, combinant la physiologie microbienne, l’enzymologie, la biochimie et biologie structurale, majoritairement sous conditions anaérobies pour préserver les centres métalliques sensibles.
METHODES SPECIFIQUES
Pour relever ces défis passionnants, le groupe ELMA dispose d’équipements spécifiques pour les études enzymatiques, biophysiques et structurales dans des conditions extrêmes de température, de pression et d’anoxie. Nous possédons également des compétences pointues en microbiologie, biochimie et biologie structurale : purification de complexes natifs et méthodes avancées de cristallographie aux rayons X, en complément des approches par cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Nous avons aussi un fort intérêt pour les approches natives permettant d’identifier les complexes supramoléculaires impliqués dans l’adaptation extrêmophile et le métabolisme des Archées, via l’interactomique cellulaire, la purification de complexes natifs, la protéomique et la biophysique appliquées aux protéomes archaeens.
MOTS CLES
Extrêmophiles, Archées, Adaptation environnementale, Évolution moléculaire, Exobiologie, Profondeurs marines, Halophiles, Thermophiles, Psychrophiles, Piézophiles, Protéasomes, Chaperonnes, Peptidases, TET, Malate déshydrogénase, Allostérie, Enzymes industrielles.
