Équipe Moreau

Chef d’équipe : Christophe Moreau (CNRS, DR2)

INTRODUCTION

Parmi les composants protéiques des membranes biologiques, l’équipe s’intéresse principalement à deux familles de protéines membranaires : 1) les récepteurs transmembranaires et 2) les canaux ioniques. Les principales méthodes utilisées sont des techniques électrophysiologiques (micro-électrodes en voltage imposé sur ovocytes de xénope), d’ingénierie protéique par PCR et biochimiques (purification).

1) Les Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG) sont les principaux récepteurs transmembranaires étudiés. Ils sont impliqués dans un très grand nombre de processus physiologiques et constituent la plus grande famille de protéines membranaires codées dans génome humain avec plus de 800 gènes. Nous avons co-développé la technologie "Ion Channel-Coupled Receptor" (ICCR) en liant des Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG) à différents canaux ioniques. Les applications sont envisagées comme un nouvel essai proximal de l’activité des RCPG, et comme biocapteurs protéiques compatibles avec des dispositifs de micro-électroniques. Nous avons démontré que la fixation de ligands (agonistes ou antagonistes) sur les RCPG fusionnés est traduite en signal électrique par le canal ionique. Cette technologie offre de nombreux avantages : mesure en temps réel, absence de marquage, signal proportionnel à la concentration de ligand, indépendance vis à vis des voies de signalisation intracellulaires, interfaçable avec des dispositifs de micro- et nano-électroniques.
Nous avons utilisé les ICCR pour identifier un mécanisme de régulation croisée entre le cholestérol et l’ocytocine dans le récepteur de l’ocytocine (OXTR).
Des RCPG olfactifs ont également été fusionnés dans le cadre du projet ERC NANOZ-ONIC en partenariat avec le Professeur Park T.H. et le Professeur Hong S. de l’Université Nationale de Séoul. L’objectif est de créer des nez-électroniques pour des applications de diagnostic in vitro non-invasif.

2) Différents canaux ioniques sont également étudiés.
L’implication d’un canal ionique astrocytaire dans la maladie d’Alzheimer est étudiée à l’échelle moléculaire selon deux axes : i) par expression hétérologue dans des ovocytes de xénope et caractérisation électrophysiologique par micro-électrodes en voltage imposé ; ii) par approche structurale en utilisant la cryo-microscopie électronique.
Les récepteurs olfactifs d’insectes sont également des canaux ioniques. Nous avons mis en évidence avec Jérémie Topin de l’Université Nice Côte d’azur, l’entrée et la fixation de ligand dans le co-récepteur Orco.

Méthodes :


– Micro-électrodes en voltage imposé (robots HiClamp(R), MCS)
– Synthèse in vitro d’ARNm
– Micro-injection d’ARNm dans des ovocytes de xénope
– Culture de cellules d’insecte
– Mutagenèse dirigée/ingénierie protéique

Mots clés :

Relations structure-fonction de récepteurs ; Relations structure-fonction de canaux ; Conception et ingénierie des protéines ; Développements méthodologiques

Ion Channel-Coupled Receptor, ICCR, Récepteurs Couplés aux Protéines G, RCPG, récepteurs olfactifs, canaux ioniques, électrophysiologie, double-microélectrodes, voltage-clamp, patch-clamp, HiClamp(R), ovocytes de Xénopes.

Publications sélectionnées :

https://www.webofscience.com/wos/author/record/148275

(* corresponding author ; ° equal contribution)

  • Pacalon J°, Audic G°, Magnat J, Philip M, Golebiowski J, Moreau CJ*, Topin J*. Elucidation of the structural basis for ligand binding and translocation in conserved insect odorant receptor co-receptors. Nat Commun. 2023 ; 14 : 8182.
    Highlights : CNRS Biologie
  • Moreau CJ*, Audic G, Lemel L, García-Fernández MD, Nieścierowicz K. Interactions of cholesterol molecules with GPCRs in different states : A comparative analysis of GPCRs’ structures. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2023 ; 1865 : 184100.
  • Lemel L°, Nieścierowicz K°, García-Fernández MD°, Darré L, Durroux T, Busnelli M, Pezet M, Rébeillé F, Jouhet J, Mouillac B, Domene C, Chini B, Cherezov V, Moreau CJ*. The ligand-bound state of a G protein-coupled receptor stabilizes the interaction of functional cholesterol molecules. J. Lipid Res. 2021 ; 62 : 10059.
    Highlights : ASBMB today
  • Principalli MA, Lemel L, Rongier A, Godet A-C, Langer K, Revilloud J, Darré L, Domene C, Vivaudou M, Moreau CJ*. Functional Mapping of the N-terminal Arginine Cluster and C-terminal Acidic Residues of Kir6.2 channel Fused to a G Protein-Coupled Receptor. BBA Biomembranes 2017 ; 1859:2144.
  • Moreau CJ*, Revilloud J, Caro LN, Dupuis JP, Trouchet A, Estrada-Mondragón A, Nieścierowicz K, Vivaudou M. Tuning the allosteric regulation of artificial muscarinic and dopaminergic ligand-gated potassium channels by protein engineering of G protein-coupled receptors. Sci. Rep. 2017 ; 7:41154.
  • Moreau CJ*, Niescierowicz K, Caro L, Revilloud J, Vivaudou M*. Ion channel reporter for monitoring the activity of engineered GPCRs. Methods Enzymol. 2015 ; 556:425-54.
  • Hassaine G, Deluz C, Grasso L, Wyss R, Tol MB, Hovius R, Graff A, Stahlberg H, Tomizaki T, Desmyter A, Moreau C, Li X-D, Poitevin F, Vogel H, Nury H. X-ray structure of the mouse serotonin 5-HT3 receptor. Nature. 2014 ; 512:276-81.
  • Niescierowicz K, Caro L, Cherezov V, Vivaudou M, Moreau CJ*. Functional assay for T4 lysozyme-engineered G Protein-Coupled Receptors with an ion channel reporter. Structure. 2014 ; 22:149-55.
  • Caro LN, Moreau CJ, Estrada-Mondragón A, Ernst OP, Vivaudou M. Engineering of an artificial light-modulated potassium channel. PLoS One. 2012 ; 7:e43766.
  • Caro LN, Moreau CJ, Revilloud J, Vivaudou M. β(2)-Adrenergic Ion-Channel Coupled Receptors as Conformational Motion Detectors. PLoS One. 2011, 6:e18226.
  • Moreau C.J*., Dupuis JP., Revilloud J., Arumugam K. and Vivaudou M*. Electrical
    biosensors engineered by assembly of a potassium channel with G-protein-coupled receptors. Nature Nanotechnology 2008, 3 : 620-625.

Financements :

Actuels :

ANR eSPRi (2022-2026)
ANR Bac4Nose (2024-2028)

Passés :

ERC CoG NANOZ-ONIC 682286 (2015-2022)
CNRS MITI (2019-2020)
ANSES (2016-2019)