IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble / France

Les protéines intrinsèquement désordonnées des tardigrades s'auto-assemblent en gels fibreux en réponse au stress environnemental.

PELLEQUER Jean-Luc — 2026-01-27T11:21:05Z

Les tardigrades sont remarquables pour leur capacité à survivre à des conditions de stress extrêmes aussi diverses que les températures extrêmes et la dessiccation. Les mécanismes moléculaires qui leur confèrent cette résistance inhabituelle au stress physique restent inconnus. Récemment, il a été démontré que des protéines intrinsèquement désordonnées, propres aux tardigrades, jouent un rôle essentiel dans l'anhydrobiose des tardigrades. Nous caractérisons ici le comportement conformationnel et physique de la protéine CAHS-8 de Hypsibius exemplaris. L'imagerie AFM montre que la protéine forme successivement des oligomères, de longues fibres et enfin des gels constitués de fibres, d'une manière fortement dépendante de la température. La RMN montre que le domaine hélicoïdal forme le cœur de la structure fibrillaire, les extrémités désordonnées restant très dynamiques au sein du gel.
Les images AFM ont été réalisées par Jean-Marie Teulon à partir d'échantillons préparés par Anas Malki. L'amélioration des images AFM à l'aide du filtre de pondération laplacien a été réalisée par Wendy Chen.

Malki A, Teulon J-M, Camacho Zarco A, Chen S-wW, Adamski W, Maurin D, Salvi N, Pellequer J-L and Blackledge M (2022) Intrinsically disordered tardigrade proteins self-assemble into fibrous gels in response to environmental stress. Angew. Chem. Int. Ed. 61 : e202109961.

Replication virale

CARON Pierre — 2025-09-12T10:48:54Z

Import nucléaire de la protéine REV du VIH-1

Le virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) s'attaque aux cellules humaines en détournant leurs mécanismes biologiques pour se répliquer et se propager. Un élément clé de ce processus est la protéine Rev du VIH-1, qui joue un rôle central dans la régulation de la réplication virale. Rev agit comme une navette qui transporte des ARN viraux hors du noyau, une étape indispensable à la production de nouvelles particules virales. Pour entrer dans le noyau, Rev collabore avec des protéines de la cellule hôte, et deux d'entre-elles sont essentielles : Importine β et Nucleophosmine 1 (NPM1). Malgré l'importance de ces acteurs cellulaires dans le cycle d'infection viral, les mécanismes précis conduisant à l'association de Rev avec ces protéines restent encore mal compris. La caractérisation de cette étape essentielle, non ciblée par les traitements anti-viraux existants, pourrait servir à terme à l'élaboration de nouveaux outils thérapeutiques.
Ce projet vise à décrypter les mécanismes par lesquels Rev s'attache et coopère avec ses partenaires pour entrer dans le noyau et assurer la réplication virale, en obtenant des détails moléculaires et dynamiques de ces interactions. Ce projet repose sur à une approche de biologie intégrative, qui implique plusieurs équipes aux expertises complémentaires.

Collaborations
. Malene Jensen (SIGNAL group, IBS)
. Guy Schoehn (MEM group, IBS)
. Nathalie Arhel (VTRIS team, IRIM, Montpellier)

Publications
Spittler D, Indorato RL, Boeri Erba E, Delaforge E, Signor L, Harris SJ, Garcia-Saez I, Palencia A, Gabel F, Blackledge M, Noirclerc-Savoye M, Petosa C. Binding stoichiometry and structural model of the HIV-1 Rev/importin β complex. Life Sci Alliance. 2022 Aug 22 ;5(10):e202201431. DOI : 10.26508/lsa.202201431

Ben Fadhel, N., Signor, L., Petosa, C. & Noirclerc-Savoye, M. Phosphomimetic mutations modulate the ability of HIV-1 Rev to bind human Importin β in vitro. Matters (2019). DOI : : hal-02270755

Marjolaine Noirclerc-Savoye

CARON Pierre — 2025-09-12T09:05:55Z

Marjolaine Noirclerc-Savoye, Ph.D. - HDR
Directeur de recherche (E5) CEA
Tel : +33 (0)4 57 42 86 38
Email : marjolaine.noirclerc[at]ibs.fr

Je suis chercheuse au CEA et j'ai intégré l'équipe de Joanna Timmins en novembre 2024. Mes travaux s'inscrivent dans le champ de la biologie structurale intégrative et visent à élucider des mécanismes fondamentaux. Je mène actuellement deux projets centrés sur l'identification et la caractérisation du rôle régulateur de la protéine humaine Nucléophosmine 1 (NPM1) dans :
(i) la réparation de l'ADN par excision de base (BER), et
(ii) la réplication du VIH-1.
Pour répondre à ces questions, j'utilise un ensemble d'approches complémentaires – biochimiques, biophysiques, structurales et cellulaires – afin d'analyser des complexes protéiques clés, dont les interfaces pourraient constituer de nouvelles cibles thérapeutiques.

Durant mon parcours professionnel j'ai fait le choix d'évoluer dans des domaines et des thématiques très différents, allant scientifiquement du gène à la structure de la protéine. Ce parcours atypique a été pour moi extrêmement enrichissant, me permettant de travailler sur des sujets différents et d'avoir une vision élargie et complémentaire de ce qu'il est possible de faire de manière pluridisciplinaire en recherche fondamentale en biologie.

Loïc Grandvuillemin

CARON Pierre — 2025-09-12T08:27:17Z

Loïc Grandvuillemin
Ingénieur étude CEA
Tel : +33 (0)4 57 42 85 75
Email : Loic.Grandvuillemin[at]ibs.fr

Je suis ingénieur au CEA en CDD de 24 mois. Je suis arrivé dans l'équipe de Joanna Timmins le 1er septembre 2025. Lors de mes précédents contrats j'ai travaillé sur la fonction pionnière de la protéine LFY, ainsi que sur la conservation de l'interaction entre les protéines LFY et UFO et l'ADN au cours de l'évolution, au LPCV avec François Parcy. J'ai également travaillé sur la détermination de la structure du complexe AHR avec différents ligands au CBS avec Jakub Gruszczyk. Actuellement je travaille sur les interactions entre la protéine humaine Nucléophosmine 1 (NPM1) et la protéine du VIH-1 REV.

Elise Pouponnot

CARON Pierre — 2025-09-12T07:29:56Z

Elise Pouponnot
PhD student

Je m'appelle Élise Pouponnot et je suis doctorante dans l'équipe GenOM (groupe I2SR) à l'Institut de Biologie Structurale (IBS) de Grenoble. Ma thèse porte sur la réparation des dommages de l'ADN par la voie BER (Base Excision Repair). Mon objectif est de mieux comprendre les interactions entre les protéines impliquées dans cette voie et d'identifier de potentiels régulateurs, le tout dans un contexte cellulaire dynamique.
Pour cela, j'utilise des modèles cellulaires qui me permettent (i) de réaliser des pulldowns suivis d'analyses par spectrométrie de masse afin d'identifier les interactants et les modifications post-traductionnelles des protéines d'intérêt, et (ii) de caractériser leur localisation cellulaire par microscopie confocale et super-résolutive.
Ces approches visent à identifier de nouveaux facteurs de la voie BER et à mettre en évidence des mécanismes de régulation d'enzymes clés de cette voie.

Depuis le collège, je suis passionnée par la génétique et l'ADN, avec le désir constant d'en apprendre davantage sur les sciences de la vie. Pour parvenir jusqu'au doctorat à l'IBS, j'ai suivi une licence Sciences de la Vie et de la Terre à l'Université de Limoges, parcours Biochimie, Biologie Moléculaire et Cellulaire, et Génétique, puis un master Biologie-Santé, parcours Génomique et Biotechnologies, également à Limoges.
Ce parcours me permet aujourd'hui de me spécialiser en biologie cellulaire et structurale afin de mieux comprendre les mécanismes complexes de l'oncogénétique.

Contrôle de la BER dans le paysage chromatinien

VAUCLARE Pierre — 2025-09-11T12:13:09Z

Projet de recherche
Nous nous intéressons à l'étude des mécanismes de régulation de la réparation par excision de bases (BER) au sein du noyau.
Plus particulièrement, nous utilisons des modèles de lignées humaines pour (i) caractériser, par spectrométrie de masse, les partenaires d'interaction et les modifications post-traductionnelles (PTMs) des facteurs de réparation impliqués dans la BER, et (ii) analyser leur distribution ainsi que leur mobilité grâce à la microscopie de super-résolution de type SMLM.
Ces approches combinées nous permettront de mieux comprendre l'organisation spatiale et dynamique des acteurs de la BER dans le noyau, d'élucider les mécanismes régulateurs qui conditionnent son efficacité et d'identifier de nouveaux facteurs contribuant à la réponse cellulaire face aux dommages oxydatifs ou alkylants.

Membres de l'équipe
Elise Pouponnot (PhD student)
Mrinalini Lianne Rao (PhD student)
Pierre Caron (CRCN, CNRS)
Fabienne Hans (Enseignante-chercheuse UGA)

Plateforme
Plateforme d'imagerie de l'IBS M4D

Collaborations
. Yohann Couté - EDyP Lab - CEA-IRIG, Grenoble, France

Publications

Les secrets de la division de D. radiodurans

VAUCLARE Pierre — 2025-09-08T12:57:53Z

La septation de D. radiodurans observée par imagerie de fluorescence 3D et cryo-tomographie électronique sur lamelles de cellules

Contrairement à la plupart des bactéries, Deinococcus radiodurans se divise selon un mécanisme dit de « portes coulissantes ». Au lieu que la paroi cellulaire se referme comme un iris tout autour de la périphérie de la cellule, deux nouvelles parois cellulaires à bords plats se développent vers l'intérieur à partir des côtés opposés de la cellule, se rencontrant et fusionnant au milieu de la cellule. Afin d'élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce processus de division inhabituel, nous avons collaboré avec les groupes MICA et PG de l'IBS et combiné des approches d'imagerie de pointe. La microscopie de fluorescence sur cellules vivantes réalisée sur la plateforme d'imagerie M4D nous a permis d'observer la division des cellules en temps réel, tandis que la cryo-tomographie électronique réalisée sur de fines lamelles congelées de la bactérie a révélé divers intermédiaires de la division cellulaire et la fine architecture de la paroi cellulaire à chaque étape du processus. Cette puissante combinaison a permis de découvrir la structure complexe en couches de l'enveloppe de la bactérie et de montrer comment les septa ou « portes coulissantes » se développent, se redressent et fusionnent.

Une découverte frappante a été la présence de fines protubérances membranaires à l'extrémité des septa en croissance. Une autre découverte importante a été la présence d'une structure à double arche à l'extrémité des septa comportant une couche épaisse et rigide de peptidoglycane, correspondant à FtsZ et FtsA, deux acteurs clés de la division cellulaire bactérienne. Ces résultats suggèrent que la paire FtsA/FtsZ joue un rôle important dans la rigidification des septa en régulant l'emplacement du mécanisme de synthèse du peptidoglycane avec lequel elle interagit.

Publications

Gaifas L, Kleman JP, Lacroix F, Schexnaydre E, Trouvé J, Morlot C, Sandblad L, Gutsche I & Timmins J. Combining live cell fluorescence imaging with in situ cryo-electron tomography sheds light on the septation process in Deinococcus radiodurans. Proc. Nat. Acad. Sciences (2025) DOI : 10.1073/pnas.2425047122

La division cellulaire chez D. radiodurans

VAUCLARE Pierre — 2025-09-08T12:31:27Z

Comment les bactéries se divisent-elles ? À première vue, cela peut sembler simple : une cellule se divise en deux. Mais derrière ce processus universel se cache une diversité fascinante de stratégies, façonnées par l'évolution, la morphologie bactérienne et l'environnement.

Deinococcus radiodurans se développe sous forme de diades (unité de deux cellules) et se divise pour former une tétrade (unité de quatre cellules), qui se sépare rapidement en deux diades. Cependant, contrairement à la plupart des bactéries, D. radiodurans se divise à l'aide d'un mécanisme inhabituel appelé « porte coulissante ». Ce mode de division avait été décrit dans les premières études sur la morphologie de D. radiodurans, et lorsque nous avons commencé nos expériences d'imagerie par fluorescence à l'aide du colorant membranaire Nile Red, nous avons également observé ce mode de division intrigant dans lequel les cellules se divisent par la synthèse de deux parois transversales opposées qui se rencontrent et fusionnent au milieu de la cellule. Afin d'élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce processus de division inhabituel, nous avons fait équipe avec les groupes MICA et PG de l'IBS et combiné des approches d'imagerie de pointe pour élucider la composition exacte des couches composant l'enveloppe complexe de la bactérie et montrer comment les septa « portes coulissantes » se développent, se redressent et fusionnent (voir le fait marquant).

Cette étude est importante non seulement parce qu'elle révèle comment l'une des bactéries les plus résistantes de la planète orchestre son processus de division, mais aussi parce qu'elle pourrait inspirer de nouvelles stratégies pour lutter contre les microbes et la menace croissante de la résistance aux antibiotiques. Elle ouvre également de nouvelles perspectives de recherche passionnantes, offrant la possibilité d'explorer plus avant le lien complexe entre la division cellulaire et la ségrégation des chromosomes.

Collaborations

Irina Gutsche (MICA group, IBS)
Cécile Morlot (PG group, IBS)

Publications

Gaifas L, Kirschner AM, Timmins J, and Gutsche I. Blik is an extensible 3D visualisation tool for the annotation and analysis of cryo-electron tomography data. PLOS Biology (2024). DOI : 10.1371/journal.pbio.3002447
Gaifas L, Kleman JP, Lacroix F, Schexnaydre E, Trouvé J, Morlot C, Sandblad L, Gutsche I & Timmins J. Combining live cell fluorescence imaging with in situ cryo-electron tomography sheds light on the septation process in Deinococcus radiodurans. Proc. Nat. Acad. Sciences (2025) DOI : 10.1073/pnas.2425047122

Jason Vanstaevel

VAUCLARE Pierre — 2025-09-08T12:20:14Z

Je suis doctorant dans l'équipe GenOM et travaillant sur la voie de réparation de l'ADN par excision de base. Pour ma thèse, j'étudie l'interaction entre APE1, une protéine de réparation de l'ADN et NPM1, la nucléophosmine 1, dans le but de comprendre ce mécanisme aidant à la préservation de l'intégrité du génome humain. Cependant, cette interaction est détournée par certains types de cancers afin de résister aux traitements anti-cancéreux et d'assurer leur prolifération. Lors de mon doctorat, j'ai pour objectif de décrire la structure du complexe formé lors de l'interaction entre APE1 et NPM1 en utilisant plusieurs techniques comme la microscopie électronique à température cryogénique (Cryo-EM) et la résonance magnétique nucléaire (RMN) mais aussi de réaliser la caractérisation biophysique de l'interaction.

Durant ma licence de biochimie, j'ai découvert la biologie structurale et j'ai cherché un master dans ce domaine où j'y ai développé un intérêt pour les protéines comme NPM1.

Photocommutation positive chez mEos4b (2025)

Bourgeois Dominique — 2025-09-08T12:19:49Z

Crédit : IBS/Jip Wulffelé

Les protéines fluorescentes photoconvertibles (PCFPs) comme mEos4b changent leur émission de fluorescence du vert au rouge sous illumination à 405 nm, ce qui en fait des marqueurs essentiels pour les techniques de super-résolution telles que la Microscopie de Localisation de Molécules Uniques (SMLM). Cependant, leurs propriétés photophysiques ne cessent de révéler de nouvelles surprises. En plus de la photoconversion, les PCFPs peuvent commuter de manière réversible entre des états fluorescents et non fluorescents. Sous sa forme rouge, mEos4b subit une "commutation négative" : elle s'éteint sous la lumière à 561 nm et se réactive sous la lumière à 405 nm en raison de l'isomérisation cis-trans du chromophore.
Dans cette collaboration entre les groupes I2SR et RMN de l'IBS, et le laboratoire SyMMES, les chercheurs ont identifié un nouveau mode de "commutation positive" : la lumière à 405 nm éteint mEos4b rouge, tandis que la lumière à 561 nm la rallume — l'inverse de la commutation négative. En utilisant la spectroscopie UV-vis, l'imagerie par fluorescence, la RMN et la RPE, ils ont découvert que cette commutation positive provient d'une hétérogénéité conformationnelle induite par la lumière. Le travail montre que la forme rouge de mEos4b existe sous deux états fluorescents, distincts par leurs réseaux de liaisons hydrogène autour du chromophore. Sous illumination à 405 nm, l'état moins fluorescent s'accumule, tandis que la lumière à 561 nm ou l'obscurité favorise l'état plus lumineux. Notamment, l'état moins fluorescent possède un pKa plus élevé, ce qui le rend presque non fluorescent et de longue durée de vie à pH physiologique ou acide.
Cette commutation positive entraîne un phénomène de clignotement (blinking) en SMLM, soulignant comment de subtils modifications conformationnelles induites par la lumière, souvent indétectables par cristallographie, impactent profondément l'imagerie de molécules uniques.

Light-Induced Conformational Heterogeneity Induces Positive Photoswitching in Photoconvertible Fluorescent Proteins of the EosFP Family. Wulffelé J, Maity A, Ayala I, Gambarelli S, Brutscher B, Bourgeois D. J Am Chem Soc. 2025 ; 147(12):10357-10368. doi : 10.1021/jacs.4c17311.