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.

AFM-ASSEMBLY

PELLEQUER Jean-Luc — 2025-04-03T10:42:15Z

Pellequer J-L (2024) Perspectives toward an integrative structural biology pipeline with atomic force microscopy topographic images. J. Mol. Recognit. 37 : e3102.

AFM-Assembly est une suite de scripts et programmes qui permettent d'assembler des structures tridimensionnelles (format PDB) sous la contrainte expérimentale de la surface topographique d'une molecule d'intérêt.
AFM-Assembly permet de réaliser la transition entre une imagerie de particules uniques et isolées a haute-resolution par AFM et l'assemblage tridimensionnelle de molecules au niveau atomique.
Certes, la resolution d'une surface topographique AFM n'est pas suffisante pour contraindre directement le positionnement d'atomes/résidus a partir d'une surface topographique. En revanche, il est tout a fait possible d'assembler différents morceaux d'une structure, ou d'un complexe, a partir de fichiers PDB, le tout sous une contrainte expérimentale de molecules uniques.
La grande difference entre l'imagerie AFM et les microscopies électroniques est l'unique rapport signal/bruit d'une topographie d'AFM qui permet de "voir" la conformation globale d'une seule molecule (avec une resolution pratique du nm).

AFM-Assembly a été initialement développé par Minh-hieu Trinh et étendu dans sa forme actuelle par Rui M. Chaves pour le fitting etl'assemblage.

Arrêt de croissance racinaire, rigidité, et stress métalliques

PELLEQUER Jean-Luc — 2023-11-01T10:27:16Z

Nous avons étudié le changement de rigidité de la paroi cellulaire primaire externe de plantules vivantes d'Arabidopsis thaliana en présence d'un stress métallique à l'aide de la microscopie à force atomique. Les résultats révèlent pour la première fois le découplage entre la réponse mécanique (raidissement de la paroi cellulaire) et l'arrêt de l'extension des racines. On démontre aussi une synergie moléculaire dans la réponse physiologique au stress où la réponse au stress Aluminium amplifie la réponse du stress Fer par l'intermédiaire de l'acide organique malate.

Kaur H, Teulon J-M, Godon C, Desnos T, Chen S-wW and Pellequer J-L (2024) Correlation between plant cell wall stiffening and root extension arrest phenotype in the combined abiotic stress of Fe and Al. Plant Cell Environ. 47:574–584.

Des cristaux natifs de Bacillus thuringiensis

PELLEQUER Jean-Luc — 2023-09-11T11:31:35Z

Cry11Aa et Cyt1Aa sont deux toxines pesticides produites par Bacillus thuringiensis subsp. israelensis. Pour mieux comprendre la nature de leurs oligomères dans les actions toxiques et les effets synergiques, nous avons utilisé la microscopie à force atomique pour sonder les surfaces de leurs cristaux natifs, et nous avons utilisé le filtre de poids L pour améliorer les caractéristiques structurelles.

Les images de ces cristaux se trouvent dans plusieurs publications en collaboration avec l'équipe SNAX de Jacques-Philippe Colletier à l'IBS. Les images AFM ont été obtenues par Jean-Marie Teulon et le traitement d'images a été réalisé par Shu-wen W. Chen.

Tetreau G, Banneville A-S, Andreeva EA, Brewster AS, Hunter MS, Sierra RG, Teulon J-M, Young ID, Burke N, Gruenewald T, Beaudouin J, Snigireva I, Fernandez-Luna MT, Burt A, Park H-W, Signor L, Bafna JA, Sadir R, Fenel D, Boeri-Erba E, Bacia M, Zala N, Laporte F, Després L, Weik M, Boutet S, Rosenthal M, Coquelle N, Burghammer M, Cascio D, Sawaya MR, Winterhalter M, Gratton E, Gutsche I, Federici B, Pellequer J-L, Sauter NK and Colletier J-P (2020) Serial femtosecond crystallography drives elucidation of mosquitocidal Cyt1Aa bioactivation cascade, from in vivo crystallization to cell lysis. Nat. Comm. 11 : 1153.

Tetreau G, Sawaya MR, De Zitter E, Andreeva EA, Banneville A-S, Schibrosky N, Coquelle N, Brewster AS, Schiro G, Grünbein M-L, Kovacs GN, Hunter MS, Kloos M, Sierra RG, Qiao P, Bideshi D, Young ID, Zala N, Engilberge S, Gorel A, Signor L, Teulon J-M, Bielicki J, Bean R, Letrun R, Batyuk A, Snigireva I, Fenel D, Schubert R, Laporte F, Després L, Bacia M, Girard E, Roux-Gossart A, Chapelle C, Maury O, Ling WL, Boutet S, Mancuso A, Barends TRM, Pellequer JL, Park H-W, Laganowsky AD, Rodriguez J, Burghammer M, Shoeman RL, Doak RB, Weik M, Sauter NK, Federici B, Cascio D, Schlichting I and Colletier J-P (2022) De novo determination of mosquitocidal Cry11Aa and Cry11Ba structures by serial femtosecond crystallography on nanocrystals. Nat. Comm. 13 : 4376.

Chen SWW, Teulon JM and Pellequer JL (2023) Cry11Aa and Cyt1Aa exhibit different structural orders in crystal topography. J. Mol. Recogn. 36 : e3047.

Un protocole optimisé pour mesurer l'élasticité des racines

PELLEQUER Jean-Luc — 2023-09-11T08:25:34Z

La rigidité joue un rôle central dans l'extension des cellules végétales. Nous avons optimisé un protocole permettant de détecter les changements de rigidité sur la paroi cellulaire épidermique externe des racines de plantes vivantes à l'aide de la microscopie à force atomique (AFM). Un protocole fournit des instructions générales pour la collecte des courbes force-distance et l'analyse de la rigidité à l'aide d'un modèle mécanique basé sur le contact. Avec ce protocole et une formation initiale à l'AFM, un utilisateur est capable de réaliser des expériences d'indentation sur Arabidopsis thaliana de 4 et 5 jours et de déterminer les propriétés de rigidité.

Kaur H, Teulon J-M, Foucher A-E, Fenel D, Chen S-wW, Godon C, Desnos T and Pellequer J-L (2023) Measuring external primary cell wall elasticity of seedling roots using atomic force microscopy. STAR Protoc. 4 : 102265.

La théorie trimécanique

PELLEQUER Jean-Luc — 2023-01-10T15:27:18Z

Une nouvelle version du modèle de mécanique de contact basée sur l'application stricte des principes de Sneddon.

La théorie trimécanique est le concept même de la nanomécanique des composites qui sous-tend le mécanisme de restauration du matériau sous une compression externe. Elle permet de démêler les réponses mécaniques linéaires et celles liées à la forme de la pointe à différentes profondeurs d'indentation.

La théorie trimécanique s'applique à tous les modèles mécaniques basés sur le contact avec une relation force-profondeur de type loi de puissance. La perspective de cette recherche est que la mesure de la rigidité ne restera pas à un niveau d'évaluation globale, mais ira plus loin pour relier les comportements élastiques à la sous-structure du nanomatériau.

– Chen SWW, Teulon JM, Kaur H, Godon C and Pellequer JL (2023) Nano-structural stiffness measure for soft biomaterials of heterogeneous elasticity. Nanoscale Horiz. 8 : 75-82. [HAL]

Membres

NEUMANN Emmanuelle — 2022-11-22T10:32:22Z

Membres de l'équipe impliqués : Daphna Fenel, Emmanuelle Neumann, Guy Schoehn

- Congélation de grilles en conditions anaérobies

Membres

NEUMANN Emmanuelle — 2022-11-21T15:23:02Z

Membres de l'équipe impliqués : Elda Bauda, Alessio D'acapito, Leandro Estrozi, Benoit Gallet, Christine Moriscot, Emmanuelle Neumann

Membres

NEUMANN Emmanuelle — 2022-11-21T10:05:32Z

Membre de l'équipe impliqué : Leandro Estrozi

- Analyse d'images de cryo-ME

Membres

NEUMANN Emmanuelle — 2022-11-18T13:24:58Z

Membres de l'équipe impliqués : Wai-Li Ling, Dominique Housset