Accueil > Recherche > Faits marquants > Archives > 2011
La dynamique fonctionnelle des protéines cartographiée à résolution atomique à l’intérieur des cristaux par RMN à l’état solide
Depuis 8 ans les chercheurs de l’IBS (groupe FDP) et l’ENS Lyon (Centre Européen de RMN) ont combiné leur expertise complémentaire pour développer des études sur la dynamique des protéines à l’état solide. Les nombreuses applications de cette nouvelle méthodologie (très grands assemblages, protéines amyloïdes, protéines membranaires…) donnent toutes leur importance à ces études pionnières. Depuis les premières mesures de relaxation 15N réalisées à une résolution atomique en 2004 [1], cette collaboration fructueuse a progressivement traité et résolu, de nombreux défis expérimentaux et analytiques et est maintenant sur le point de développer une description unifiée de la dynamique des protéines à l’état solide et liquide. Les réalisations les plus récentes de cette collaboration décrivent la première caractérisation expérimentale par RMN [2] des modes collectifs de mouvement dans les protéines micro-cristallines, la mesure de la relaxation 13C à une résolution atomique [3] et plus récemment le développement de méthodes pour mesurer les mouvements dans des échelles de temps allant de la micro à la milliseconde [4]. Ce projet a été généreusement financé par l’ANR, l’Union Européenne et le Ministère de la Recherche. 1) Site-specific backbone dynamics from a crystalline protein by solid-state NMR spectroscopy. N. Giraud, A. Böckmann, A. Lesage, F. Penin, M. Blackledge, L. Emsley. J.Am.Chem.Soc. 126, 11422-11423, (2004). |
Bases moléculaires du polymorphisme de l’amyloïde-beta
Molecular basis for amyloid-beta polymorphism. |
Une étudiante de l’IBS a participé au concours iGEM de biologie synthétique organisé par le MITMarion Cristea, étudiante de 2e année à Phelma et en stage à l’IBS (sous la supervision conjointe de T. Vernet - groupe Pneumocoque ) faisait partie de l’équipe de Grenoble qualifiée pour participer à la finale mondiale de iGEM 2011. Cette compétition internationale de machines génétiquement modifiées est la première compétition de biologie synthétique de premier cycle universitaire. En 2011, cet événement a rassemblé 166 équipes provenant de plus de 50 pays et provenant des meilleures universités et écoles dans le monde (MIT, Harvard, Cambridge ...). Les équipes d’étudiants ont reçu un kit de pièces biologiques avec lesquelles, en ajoutant des modifications de leur cru, elles devaient concevoir des systèmes biologiques et les faire fonctionner dans des cellules vivantes. L’équipe de Grenoble a participé à la finale, qui a eu lieu à Boston du 5 au 7 novembre, face à 65 équipes de haut niveau. Ils ont présenté une bactérie unique qui peut détecter le mercure dans l’eau et qui leur avait déjà permis de décrocher une médaille d’or au volet européen de la huitième édition du concours iGEM. Leur projet n’a pas finalement pas été récompensé, peut-être en raison d’une présentation insuffisante, mais ce fut une expérience fructueuse et le projet a des applications potentielles nombreuses. En savoir plus sur leur projet : Mercuro-coli |
Un nouvel éclairage sur les états « noirs » des protéines fluorescentes.
The Nature of Transient Dark States in a Photoactivatable Fluorescent Protein. Arijit Roy, Martin J. Field, Virgile Adam and Dominique Bourgeois. JACS ;133(46):18586-9 |
L’IBS au rendez-vous pour la 20ème Fête de la SciencePour le vingtième anniversaire de la Fête de la Science, l’IBS a proposé deux opérations pour un public de lycéens et de CM2, afin de leur faire découvrir le quotidien des chercheurs, les différents métiers d’un institut de recherche et l’intérêt d’une connaissance approfondie des protéines. Dans le cadre de l’opération « Découvrez le monde des protéines en menant vos propres expérimentations ! » , 125 élèves de premières S ont pu suivre une présentation générale sur l’IBS, les métiers de la recherche, puis des explications sur les protéines et les méthodes employées à l’IBS pour connaître leur structure. Ils ont ensuite mené des expériences en participant à l’un des trois ateliers suivants :
Une deuxième opération intitulée « Découvre les molécules qui composent le vivant » a permis à 107 élèves de CM2 de participer à l’un des ateliers mis au point par les chercheurs et techniciens de l’IBS et de l’INAC pour susciter la curiosité des enfants pour la Science :
A l’issue de ces ateliers, une visite dans un laboratoire leur était proposée. Ils auraient volontiers passer la journée à l’IBS pour pouvoir participer à l’ensemble des ateliers !
Au total une trentaine de volontaires (chercheurs, techniciens, étudiants) ont contribué à faire de cette nouvelle édition un succès, tant pour l’organisation et l’accueil que pour l’apport aux élèves : offrir un aperçu du monde du travail, donner des idées de métiers à certains, partager une passion : la Recherche. |
Pose de la première pierre du nouveau bâtiment par le Ministre de l’Enseignement supérieur et de la RechercheJeudi 6 octobre 2011, Laurent Wauquiez, Ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, a posé la première pierre du nouveau bâtiment IBS en présence de Michel Destot, Député-Maire de Grenoble, Geneviève Fioraso, Députée de l’Isère, Bernard Bigot, Administrateur Général du CEA et Farid Ouabdesselam, Président de l’Université Joseph Fourier, Grenoble 1.
Après une rencontre avec des chefs de groupe de l’IBS, la cérémonie a commencé avec une introduction dynamique de la Directrice, Eva Pebay-Peyroula. Farid Ouabdesselam est intervenu au nom des organismes partenaires de l’IBS (CEA-CNRS-UJF,). Les partenaires financiers ont ensuite pris la parole, puis le Ministre a souligné l’excellence du potentiel scientifique de la région et souligné l’importance du rôle des chercheurs pour la société. Une plaque en l’honneur du Ministre sera fixée dans le nouveau bâtiment. La construction de ce bâtiment IBS dans la zone Européenne de la presqu’île scientifique (EPN Campus) s’inscrit dans le cadre de l’aménagement du site Giant-Campus Innovation. Il est financé par le Plan Campus et par le Contrat de Projets Etat-Région avec une contribution majeure de la Région et des collectivités locales (Métro, Ville de Grenoble, Conseil Général). Cette nouvelle implantation, proche de l’EMBL, l’ESRF et l’ILL, rassemblera toutes les expertises et les outils pour faire de Grenoble l’un des grands centres européens de biologie structurale intégrée. |
Spécialisation fonctionnelle d’une chimiokine (CXCL12) par modification des interactions avec le récepteurCXCL12, un membre de la famille des chimiokines, induit une migration directionnelle des cellules dans les tissus. Chez le poisson zèbre, deux variants de CXCL12 sont exprimés, suggérant un mécanisme par lequel les cellules donnent sélectivement priorité à l’un des deux signaux rencontrés. Dans un article, publié dans “Development”, Erez Raz et coll. montrent que les cellules germinales répondent prioritairement à un variant de la chimiokine, et que le choix peut être modifié par l’échange d’un seul acide aminé (N33S) qui inverse l’affinité relative de la protéine pour l’un des deux récepteurs CXCR4. En collaboration avec cette équipe, les chercheurs du groupe SAGAG ont montré que cet échange n’induit aucune modification structurale de la protéine, ni sa capacité à lier les héparanes sulfates, démontrant ainsi que la spécialisation fonctionnelle de chaque variant de CXCL12 dépend d’une interaction ligand-récepteur et non des caractéristiques biochimique de la protéine. Control of CXCL12 function by ligand subfunctionalization. Boldajipour B., Doitsidou M., Tarbashevich K., Laguri C., Yu S.R., Ries J., Dumstrei K., Thelen S., Dörries J., Messerschmidt E-M., Thelen M., Schwille P., Brand M., Lortat-Jacob H., Raz E. Development 138, 2909-2914 |
Nano-particules au service de la santé
Softness of Atherogenic Lipoproteins : A Comparison of Very Low Density Lipoprotein (VLDL) and Low Density Lipoprotein (LDL) Using Elastic Incoherent Neutron Scattering (EINS). Mikl, C., Peters, J., Trapp, M., Kornmueller, K., Schneider, W. and Prassl, R. Journal of the American Chemical Society 133 (2011), 13213 - 13215 . |
La dynamique des protéines étudiée par spectroscopie RMN à l’état solide
Solid-State NMR Measurements of Asymmetric Dipolar Couplings provide Insight into Protein Side-Chain Motion. Schanda P, Huber M, Boisbouvier J, Meier BH, Ernst M. Angew Chem Int Ed Engl. ; 50(46):11005-9 |
Une protéine fluorescente pour la cryonanoscopie
Low-temperature chromophore isomerization reveals the photoswitching mechanism of the fluorescent protein Padron. Regis-Faro, Aline ; Carpentier, Philippe ; Jonasson, Gabriella ; Pompidor, Guillaume ; Arcizet, Delphine ; Demachy, Isabelle ; Bourgeois, Dominique. |
Une technologie innovante de détection d’agents pathogènesPrestodiag est un projet porté par des chercheurs de l’Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC) et de l’Institut de Biologie Structurale (IBS). Il propose une technologie innovante permettant de suivre en temps réel la croissance de bactéries pathogènes présentes dans un échantillon complexe. L’analyse d’échantillons pour la détection d’agents pathogènes responsables d’infections est un procédé fastidieux, chronophage et très opérateur-dépendant. Aujourd’hui, ces tests prennent de 1 à 7 jours car ils nécessitent une longue phase de culture des bactéries, en plus d’un appareillage encombrant et coûteux. Le projet Prestodiag se propose de développer une technique qui permet de réduire drastiquement la durée de l’analyse et de mesurer directement de faibles quantités de bactéries dans des échantillons, de type alimentaire par exemple. Le but de Prestodiag est de développer, produire et commercialiser des dispositifs de diagnostic compacts, rapides, fiables et robustes, pour la détection de bactéries dans différents fluides (eau, lait, urine...), pour l’industrie agro-alimentaire ou le secteur médical. Le projet Prestodiag est porté par Thibaut Mercey de l’INAC. Ce projet bénéficie du soutien du programme transverse CEA « Technologies pour la Santé ». En 2011, il a été primé au 13e concours d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes organisé par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la recherche, dans la catégorie « émergence ». La technologie mise en oeuvre a été mise au point par Thierry Livache et son équipe au laboratoire SPrAM (INAC), ainsi que par Thierry Vernet et Claire Durmort du groupe Pneumocoque de l’Institut de biologie structurale. Contacts : |
Les Amphipols, de la chimie à la biologieCes polymères amphiphiles conçus par J.-L Popot (Paris) peuvent être substitués aux détergents pour maintenir en solution des protéines membranaires avec une stabilité biochimique en général accrue. La revue décrit leur structure et comportement en solution, la manière dont ils s’associent aux protéines membranaires - un travail effectué en partie à l’IBS - et leur application. Amphipols from a to z* ; Popot, J.-L., Althoff, T., Bagnard, D., Baneres, J. L., Bazzacco, P., Billon-Denis, E., Catoire, L. J., Champeil, P., Charvolin, D., Cocco, M. J., Cremel, G., Dahmane, T., de la Maza, L. M., Ebel, C., Gabel, F., Giusti, F., Gohon, Y., Goormaghtigh, E., Guittet, E., Kleinschmidt, J. H., Kuhlbrandt, W., Le Bon, C., Martinez, K. L., Picard, M., Pucci, B., Sachs, J. N., Tribet, C., van Heijenoort, C., Wien, F., Zito, F., and Zoonens, M. |
6ème journée scientifique de l’IBSLa 6ème journée scientifique de l’IBS s’est déroulée le 21 juin à St Hugues de Biviers. Cette nouvelle édition a mis l’accent sur le travail de nos étudiants en thèse et de nos post-doctorants, acteurs de la vitalité scientifique de l’institut. Le prix du poster a été décerné à Romain Talon. Cet évènement à la fois scientifique et festif a été l’occasion pour l’ensemble du personnel de se retrouver dans un cadre agréable et champêtre.
|
La photoréception inspirée par la réparation de l’ADN
The cryptochromes : Blue light photoreceptors in plants and animals. |
Une nouvelle approche pour l’étude structurale des complexes proteines-glycosaminoglycanesDes chercheurs de l’IBS (groupes SAGAG et RMN), en collaboration avec leurs collègues du CERMAV-Grenoble, ont développé une nouvelle approche pour l’étude structurale des complexes proteines-glycosaminoglycanes. Cette méthode est basée sur la production d’héparanes sulfates marqués au carbone 13, par fermentation bactérienne (E. coli-K5) et modifications chimiques, qui en association avec une protéine marquée à l’azote 15, peuvent être analysés par spectroscopie RMN multidimensionnelle.
|
Virus de la rougeole : un désordre fonctionnel
Intrinsic disorder in measles virus nucleocapsids. Malene Ringkjøbing Jensen, Guillaume Communie, Euripedes Almeida Ribeiro Jr, Nicolas Martinez, Ambroise Desfosses, Loïc Salmon, Luca Mollica, Frank Gabel, Marc Jamin, Sonia Longhi, Rob W. H. Ruigrok, and Martin Blackledge. PNAS ;108(24):9839-44. |
Grand emprunt : IBS partenaire d’un projet « Infrastructures nationales de recherche en biologie et santé » et d’un projet « Laboratoires d’excellence »
L’IBS parmi les lauréats de l’appel à projets « Laboratoires d’excellence » (Labex) Doté au total d’un milliard d’euros (100 millions d’euros de dotations consomptibles et 900 millions d’euros de dotation qui produisent des intérêts), l’appel à projets « Laboratoires d’excellence » doit permettre aux laboratoires sélectionnés de renforcer leur excellence et leur compétitivité internationale. Parmi les deux cent quarante et un projets reçus pour cet appel lancé en août 2010, cent ont été retenus, dont le Labex GRAL (Alliance grenobloise pour la biologie structurale et cellulaire intégrées). Ce projet, conduit par une alliance de trois grands instituts grenoblois spécialisés en sciences du vivant (UVHCI, IBS et iRTSV) et porté par R. Ruigrok (UVHCI), a pour objectif de réussir la convergence entre biologie structurale et biologie cellulaire intégrative, avec deux thématiques principales (d’une part l’étude des mécanismes d’entrée des pathogènes et d’autre part l’étude du chloroplaste comme organelle modèle).
Avec 260 millions d’euros, l’appel à projets « Infrastructures nationales de recherche en biologie et santé » vise à doter la France d’infrastructures de recherche d’envergure nationale et compétitives au plus haut niveau international. Trente-sept projets ont été reçus pour cet appel à projets lancé en juillet 2010, neuf ont été retenus et la biologie structurale de Grenoble (en particulier l’IBS et l’UVHCI) est impliquée dans l’un des 9 projets lauréats, le projet FRISBI. Ce projet, financé à hauteur de 32 M€ sur 5 ans, et regroupant cinq partenaires (Strasbourg, Grenoble, Marseille, Montpellier et Paris-Sud) permettra d’intégrer les données de biologie structurale provenant de différentes techniques physiques, in vitro et cellulaires, afin de comprendre comment les protéines, les assemblages macromoléculaires complexes ou encore les agents pathogènes (virus, bactéries) interagissent avec leur environnement cellulaire. À Grenoble, le financement aidera à monter les plateformes de l’UMS en cours de création. |
Les nanotubes de carbone attirent et organisent des protéines du complément humain sans activer ce système
Proteins of the innate immune system crystallize on carbon nanotubes but are not activated. Ling WL, Biro A, Bally I, Tacnet P, Deniaud A, Doris E, Frachet P, Schoehn G, Pebay-Peyroula E and Arlaud GJ. ACS Nano ;5(2):730-737. |
Qu’est-ce qui bascule le glycolipopeptide essentiel à la vie bactérienne ?La paroi des bactéries garantit l’intégrité des cellules et agit comme un filtre actif envers le milieu extracellulaire. La synthèse du principal constituant essentiel de la paroi, le peptidoglycane (PG), est inhibée par les antibiotiques telle la pénicilline. Le PG est un polymère dont l’assemblage par des enzymes à la surface des bactéries est réalisé à partir d’un précurseur nommé le lipide II. Ce composé est constitué d’une longue chaîne lipidique lié à un groupe de deux sucres lui même décoré par un peptide de 5 acides aminés. Ce glycolipopeptide est synthétisé à l’intérieur de la bactérie et, jusqu’à présent, le mécanisme permettant au lipide II d’atteindre le site de montage à la surface bactérienne était inconnu. En collaboration avec le groupe dirigé par Eefjan Breukink aux Pays-Bas, nous avons identifié FtsW comme transporteur capable de basculer le lipide II à travers la membrane plasmique. FtsW est une protéine essentielle requise pour la division et l’établissement de la forme de toutes les bactéries. Il s’agit d’une protéine membranaire intégrale dont la production sous forme recombinante et la purification ont constitué un défi. L’activité de FtsW dans le transport du lipide II a été démontrée dans des vésicules membranaires bactériennes ainsi que dans des membranes modèles in vitro. Nos efforts actuels à l’IBS visent à reconstituer et à caractériser le complexe protéique membranaire auquel appartient FtsW et dont l’activités est responsable des différentes phases de la division et la morphogenèse du pneumocoque. Les connaissances dérivées de ce travail sont pertinentes pour la découverte de nouveaux moyens d’inhiber la croissance des bactéries, en d’autres termes pour le développement de nouveaux antibiotiques. Identification of FtsW as a transporter of lipid-linked cell wall precursors across the membrane. Mohammadi T., et al. EMBO J. ;30(8):1425-32 |
Structure, Dynamique et Cinétique des complexes protéiques ultra-faibles par RMN
Structure, dynamics, and kinetics of weak protein-protein complexes from NMR spin relaxation measurements of titrated solutions. |
Structure haute résolution en solution d’une enzyme à ARNEn collaboration avec le laboratoire du Pr. Pascale Legault (Département de Biochime, Université de Montréal) , Jerome Boisbouvier (chercheur du groupe de RMN Biomoléculaire de l’IBS) a contribué à l’étude structurale à résolution atomique d’un domaine du Ribozyme de Neurospora en utilisant les technologies de RMN en milieu liquide cristallin. La structure RMN haute résolution de la boucle A730 et la conformation active de la boucle interne SLI ont permis de modeliser le site actif de ce ribozyme. NMR structure of the A730 loop of the Neurospora VS ribozyme : insights into the formation of the active site. Desjardins G, Bonneau E, Girard N, Boisbouvier J and Legault P. Nucleic Acids Research ;39(10):4427-37 |
Inauguration d’un microscope électronique de dernière génération à l’IBSL’Institut de biologie structurale vient de faire l’acquisition d’un nouveau microscope de dernière génération. Ce microscope, le deuxième de ce type en France, a été inauguré vendredi 11 février 2011 en présence des financeurs et de Guillaume Lissy, Conseiller régional, représentant du Président de la Région Rhône-Alpes. Le très haut niveau de technicité de ce microscope FEI, de type Tecnai Polara, lui permet de répondre à deux besoins différents :
Ce microscope, unique dans la partie sud de la France, sera de manière générale ouvert à toute la communauté scientifique et permettra en particulier aux scientifiques grenoblois de rester compétitifs au niveau mondial et d’effectuer des découvertes prometteuses dans le domaine de la santé. Un mini-symposium par des spécialistes du domaine clôturait cette inauguration :
|
Une nouvelle stratégie bactérienne pour contrôler l’immunité
A Bacterial Protein Targets the BAHD1 Chromatin Complex to Stimulate Type III Interferon Response. Alice Lebreton, Goran Lakisic, Viviana Job, Lauriane Fritsch, To Nam Tham, Ana Camejo, Pierre-Jean Matteï, Béatrice Regnault, Marie-Anne Nahori, Didier Cabanes, Alexis Gautreau, Slimane Ait-Si-Ali, Andréa Dessen, Pascale Cossart, and Hélène Bierne. Science, 331 : 1319-1321. |