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Comment meurent les protéines fluorescentes ?Les protéines fluorescentes sont des marqueurs largement utilisés en imagerie cellulaire, constituant une boîte à outils extrêmement flexible pour étudier la cellule vivante. Malheureusement, contrairement aux colorants organiques, les protéines fluorescentes sont particulièrement sensibles au phénomène de photoblanchiment, qui se traduit par une extinction définitive de la fluorescence suite à une destruction photoinduite du chromophore. Le photoblanchiment est particulièrement problématique dans les techniques de microscopie super-résolution aujourd’hui en plein développement, limitant la précision des images pouvant être atteinte. En combinant cristallographie cinétique, spectroscopie optique et Raman, modélisation par dynamique moléculaire, spectrométrie de masse, et microscopie super-résolution, nous avons étudié les mécanismes photophysiques conduisant au photoblanchiment de la protéine fluorescente IrisFP. Nous avons montré qu’en fonction de l’intensité lumineuse utilisée pour l’expérience d’imagerie, deux mécanismes complètement différents se manifestent. À basse intensité laser, typique d’une expérience de microscopie standard en champ large, un mécanisme oxygène-dépendant domine. Au contraire, à haute intensité laser, typique des expériences de microscopie super-résolution, un mécanisme redox-dépendant devient prépondérant. Le premier mécanisme, susceptible de générer des espèces réactives de l’oxygène dans la cellule (ROS) serait donc plus cytotoxique que le deuxième mécanisme qui lui, n’en génère pas. Ainsi, ce travail suggère d’une manière contre-intuitive qu’en augmentant l’intensité laser, à dose constante, moins de dommages cellulaires seraient créés. Reste maintenant à vérifier si cette hypothèse se vérifie expérimentalement.
Structural evidence for a two-regime photobleaching mechanism in a reversibly switchable fluorescent protein. |
Le tempo des ribosomesUne collaboration entre l’IBS, l’EMBL et l’ILL révèle l’histoire d’un des composants essentiels à la survie des cellules : le ribosome. Les chercheurs écrivent le scénario chimique du repliement et de l’assemblage de cet acteur à la structure complexe. Ces résultats sont publiés en ligne le 13 octobre dans la revue Nature. Le chemin biologique menant des gènes aux protéines est difficile et fait intervenir de nombreux acteurs. Parmi eux, les ribosomes. Ces assemblages macromoléculaires participent à la dernière étape de fabrication des protéines et sont ainsi essentiels à la survie de nos cellules. L’assemblage complexe des ribosomes est longtemps resté un mystère aux yeux des chercheurs. La combinaison inédite de deux techniques de biologie structurale permet de lever aujourd’hui le voile sur l’ingéniosité dont font preuve nos cellules pour les façonner. The structure of the box C/D enzyme reveals regulation of RNA methylation. |
La modélisation des réactions chimiques à l’honneurLe prix Nobel de chimie 2013 récompense trois spécialistes de la modélisation des réactions chimiques Les chimistes créaient autrefois des modèles de molécules à l’aide de boules de plastique et de bâtonnets. Aujourd’hui, la modélisation se fait sur ordinateur, grâce aux travaux de Martin Karplus, Michael Levitt et Arieh Warshel, qui, dans les années 1970, ont posé les bases des programmes puissants qui sont utilisés partout dans le monde pour comprendre et prédire les processus chimiques. Les applications de leurs découvertes sont illimitées, pour la recherche comme pour l’industrie. "La connaissance détaillée des processus chimiques permet d’optimiser les catalyseurs, les médicaments ou les cellules photovoltaïques", relève par exemple l’Académie royale des sciences. Leurs travaux théoriques portaient sur la dynamique moléculaire en générale et les méthodes hybrides en particulier. Martin Field (IBS/DYNAMOP), alors post-doctorant dans le laboratoire de M.Kaplus, a joué un rôle très important dans le développement initial des méthodes hybrides (méthode QMMM couplant mécanique classique et quantique). Son équipe Dynamo ainsi que Patricia Amara du groupe METALLO poursuivent aujourd’hui ces travaux à l’IBS et continuent d’appliquer ces méthodes afin d’étudier la structure et la fonction des protéines et d’autres macromolécules biologiques, ainsi que leurs complexes respectifs. |
Prix de thèse de l’UFR de Chimie et Biologie de l’UJF pour F.X. GallatFrançois-Xavier Gallat a gagné le prix de thèse de l’UFR de Chimie et Biologie de l’Université Joseph Fourier, Mention interface Chimie Biologie. Les prix de cet UFR récompensent les doctorants ayant publié leurs travaux de thèse en premier auteur dans des revues prestigieuses. Sa thèse a porté sur l’étude de la dynamique des protéines intrinsèquement dépliées et des nano-hybrides entre protéines et polymères par diffusion neutronique et méthodes complémentaires. |
Déménagement en cours à l’IBSFeu vert pour une nouvelle aventure : l’IBS s’installe dès aujourd’hui sur le campus Européen de Grenoble.
Alors qu’il comptait moins de 100 personnes à ses débuts, vingt ans plus tard l’IBS réunit environ 240 personnes et se tourne résolument vers l’international en s’installant sur le campus EPN (European Photon and Neutron science). Les nouveaux locaux d’environ 9500 m2 réalisés dans le cadre du CPER et du Plan Campus permettront l’accueil de nouvelles équipes et aussi de start-ups, et rapprocheront l’IBS de ses partenaires Européens du PSB (Partnership for Structural Biology). L’ensemble des plateformes développées avec l’apport du programme FRISBI (Investissements d’Avenir) dans le cadre d’Instruct (Réseau Européen de biologie structurale intégrée) sera ainsi localisé sur un seul site et offrira un accès aux spectromètres RMN haut champ, aux microscopes électroniques, ainsi qu’à plusieurs plateformes de production et caractérisation d’échantillons, en complémentarité aux sources de photons et neutrons de l’ESRF et de l’ILL. Merci de noter notre nouvelle adresse et conditions d’accès : |
Le projet de valorisation NMR-Bio récompensé par l’ERCLes équipes de Jerome Boisbouvier (IBS/NMR) et d’Olivier Hamelin (iRTSV) développent conjointement des solutions technologiques de pointes en marquage isotopique pour repousser les frontières de la RMN Biomoléculaire. Grâce au soutien du CNRS, du CEA et de Grenoble Alpes Innovation, ce consortium grenoblois a pu transformer ses résultats fondamentaux en produits innovants qui sont désormais commercialisés par le CEA (www.nmr-bio.com). Ces équipes viennent de voir leur projet sélectionné par le programme Proof of Concept de l’ERC, en vue de mettre en place une société indépendante valorisant les inventions grenobloises (2 brevets en copropriétés : CEA/CNRS/UJF) sous formes de produits et de services innovants. NMR-Bio est le troisième projet du groupe de RMN biomoléculaire de l’IBS à être soutenu par l’ERC (après SeeNanoLifeInAction ERC-consolidator obtenu par J. Boisbouvier en 2010 et ProtDyn2Function ERC-Starting grant attribué à Paul Schanda en 2012). Contact chercheur IBS : Jérome Boisbouvier |
Création d’un laboratoire international associé entre la France (Grenoble) et le Brésil (Campinas)Une convention de création d’un laboratoire international associé (LIA) impliquant du côté français l’IBS et du côté brésilien le LNBio et le CNPEM de Campinas, a été signée. Nommé « BACWALL », ce LIA étudiera l’assemblage et la structure de complexes macromoléculaires qui participent à la synthèse de la paroi bactérienne et à la virulence. Ces travaux pourraient permettre des avancées significatives sur la compréhension de la virulence bactérienne et ainsi développer de nouvelles antibiothérapies. |
Mécanismes de survie du pneumocoqueComment le bon déroulement de la division cellulaire est-il assuré chez le pneumocoque ? Des chercheurs de l’IBS montrent qu’il est basé sur l’interaction de deux protéines clés. Leurs résultats pourraient être exploités pour trouver de nouveaux antibiotiques. Chez les bactéries, les processus essentiels que sont la division cellulaire et la synthèse de la paroi sont intimement liés pour assurer la viabilité du microorganisme d’une part et maintenir et perpétuer la morphologie de la cellule d’autre part. Un grand nombre de protéines intervenant dans ces processus ont été découvertes mais leurs modes de régulation sont encore mal connus. L’étude de ces derniers est indispensable à la compréhension de mécanismes cellulaires fondamentaux. Au-delà, elle permettrait d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Interaction of Penicillin-Binding Protein 2x and Ser/Thr protein kinase StkP, two key players in Streptococcus pneumoniae R6 morphogenesis. Morlot C, Bayle L, Jacq M, Fleurie A, Tourcier G, Galisson F, Vernet T, Grangeasse C, Di Guilmi AM. Molecular Microbiology, 2013 Oct ;90(1):88-102 |
Le Prix Walter Hälg 2013 décerné à Joe ZaccaïGiuseppe Zaccaï (IBS) vient de remporter le prestigieux prix Hälg Walter pour son travail cohérent et remarquable dans la diffusion des neutrons avec un impact à long terme sur des applications scientifiques et / ou techniques de diffusion de neutrons. |
Le PSB souffle ses dix bougiesLe 04 juin dernier, les instituts de recherche associés au sein du Partenariat pour la Biologie Structurale (PSB) ont fêté les dix ans de cet institut, aujourd’hui devenu l’un des deux grands centres de la biologie structurale en France. Les membres du PSB : |
Mieux connaître l’immunité innéeCertaines protéines complexes ne se laissent pas facilement étudier. C’est le cas de C1q, impliquée notamment dans l’immunité innée. Des biologistes de l’IBS ont produit pour la première fois une protéine C1q de laboratoire pouvant être mutée à l’envie afin d’étudier les fonctions de la protéine naturelle.
Expression of recombinant human complement C1q allows identification of the C1r/C1s-binding sites, Bally I, Ancelet S, Moriscot C, Gonnet F, Mantovani A, Daniel R, Schoehn G, Arlaud GJ, Thielens NM. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013 May 21 ;110(21):8650-5 |
Observer les bactéries par RMN pour développer de nouveaux antibiotiquesDes chercheurs de l’IBS, en collaboration avec le CEA-Inac, ont réussi à observer la paroi de cel-lules bactériennes vivantes par une méthode de résonance magnétique nucléaire (RMN) amélio-rée. De telles analyses pourraient contribuer, notamment, au développement de nouveaux an-tibiotiques. La paroi cellulaire d’une bactérie est composée d’une coque de polymères permettant, entre autres, la re-connaissance et l’adhérence aux cellules qu’elle va infecter. La RMN du solide est un outil de choix pour l’investigation de cet objet, gros et complexe, car elle ne nécessite pas de cristallisation et permet ainsi de travailler sur des cellules vivantes. Sa sensibilité est cependant limitée. Les chercheurs du groupe NMR de l’IBS et du CEA-iNAC ont utilisé sur la Plateforme de nanocaractérisation PFNC du CEA de Grenoble une technique émergente capable d’augmenter d’un facteur 24 la sensibilité aux signaux RMN des cellules. Il s’agit de la « polarisation dynamique nucléaire » (DNP). En présence des cellules, un agent polarisant se fixe sur les polymères de la paroi et, sous irradiation micro-onde, amplifie sélectivement leur réponse. Solid-State NMR on Bacterial Cells : Selective Cell Wall Signal Enhancement and Resolution Improvement using Dynamic Nuclear Polarization. Hiroki Takahashi, Isabel Ayala, Michel Bardet, Gaël De Paëpe, Jean-Pierre Simorre, and Sabine Hediger. J Am Chem Soc. 2013 Feb 12 |
Des virus pour protéger les plantes des bactériesA l’IBS, des chercheurs ont cartographié la structure d’un virus bactériophage, un candidat pour protéger les cultures vivrières des bactéries. Sa structure 3D a été reconstruite avec une résolution subnanométrique et révèle une complexité inattendue.
Cryo-electron microscopy three-dimensional structure of the jumbo phage ΦRSL1 infecting the phytopathogen Ralstonia solanacearum. Effantin G, Hamasaki R, Kawasaki T, Bacia M, Moriscot C, Weissenhorn W, Yamada T, Schoehn G. Structure, 2013 Feb 5 ;21(2):298-305 |
Facteurs de la tolérance à l’oxygène des hydrogénases ancrées dans la membrane
1. Crystal structure of the O2-tolerant membrane-bound hydrogenase 1 from Escherichia coli in complex with its cognate cytochrome b. Volbeda A, Darnault C, Parkin A, Sargent F, Armstrong FA and Fontecilla-Camps JC, Structure, 21 : 184-190 (2013). |
Création de l’UMS « Integrated structural biology, Grenoble »Cette Unité Mixte de Service, l’UMS 3518 (CNRS-CEA-UJF-EMBL), a été créée le 1er janvier 2013 à Grenoble. Elle regroupe les plates-formes de l’IBS et de l’UVHCI et constitue un ensemble impressionnant d’outils performants pour la biologie structurale intégrée ouverts aux communautés scientifiques nationale et internationale ainsi qu’au monde industriel. Evolution de la biologie structurale intégrée au niveau grenoblois et européen De façon générale, il est maintenant admis que la biologie nécessite l’équivalent de grands instruments souvent composés d’un ensemble de plates-formes. L’initiative Européenne ESFRI vise à mettre en place de telles infrastructures. Dans ce cadre, le projet Instruct (Integrating Structural Biology) démarré en 2011, définit 15 centres de référence pour la biologie structurale intégrée en Europe et 5 centres affiliés. Grenoble, et plus particulièrement l’ensemble des deux unités françaises du PSB (IBS et UVHCI), constitue un des grands centres de référence d’Instruct. Le projet FRISBI (French Infrastructure for Integrated Structural Biology) rassemblant les deux centres Instruct de France (Grenoble et Strasbourg) ainsi que trois autres centres de biologie structurale d’importance nationale, a été sélectionné dans le cadre du programme “Investissement d’Avenir”. Grenoble a ainsi reçu 11.2 M€ pour financer des améliorations majeures sur la plupart des plates-formes du PSB, notamment l’achat de nouveaux spectromètres RMN et microscopes électroniques. Les missions de la nouvelle UMS Darren Hart (EMBL) a été nommé directeur de la nouvelle Unité Mixte de Service. Il est assisté par Yvette Gaude pour l’administration financière. La gouvernance de l’UMS impliquera les directions de l’IBS et de l’UVHCI au sein d’un comité de pilotage local. La grande majorité du personnel scientifique et technique travaillant sur les plates-formes conservera un rattachement aux équipes de recherche de l’IBS et de l’UVHCI afin de permettre la meilleure interaction possible entre plate-forme et recherche. Les outils présents au jour de la création de l’UMS évolueront ainsi en fonction des besoins des projets scientifiques et l’UMS assurera durablement le fonctionnement des plates-formes en garantissant un accès optimum à tous types d’utilisateurs. |