IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble / France

EROS, le héros caché de la défense antimicrobienne

2026-09-11T12:09:20Z

Notre système immunitaire repose sur des cellules spécialisées, telles que les neutrophiles et les macrophages, pour détecter et éliminer les microbes. L'une des armes les plus puissantes utilisées par ces cellules est un dispositif moléculaire multicomposant appelée NADPH oxydase. Lorsqu'elle est activée, cette enzyme produit des espèces réactives de l'oxygène (ROS), molécules hautement toxiques qui contribuent à détruire les bactéries et les champignons phagocytés par les cellules immunitaires.

Un élément essentiel de cette machinerie moléculaire est un complexe protéique appelé flavocytochrome b558, constitué de deux sous-unités NOX2 et p22^phox. La formation de cet hétérodimère membranaire glycosylé est un processus complexe qui implique différentes étapes avant que l'enzyme puisse devenir fonctionnelle, notamment des modifications post-traductionnelles, la fixation de cofacteurs, l'association des deux protéines Nox2 et p22^phox, leur maturation et leur transport jusqu'aux membranes cellulaires.

Cette revue publiée dans Antioxidants s'intéresse à une protéine appelée EROS (Essential for Reactive Oxygen Species). Découverte relativement récemment, cette protéine semble jouer un rôle essentiel de « chaperonne moléculaire » dans le processus de synthèse et de maturation du cytochrome b₅₅₈. EROS interagit avec NOX2 dès les premières étapes de sa synthèse et la protège d'une éventuelle dégradation. Cela permet à NOX2 de parvenir à maturation complète aboutissant à la formation d'un flavocytochrome b₅₅₈ fonctionnel. Les auteurs mettent en perspective plusieurs décennies de recherches sur la biosynthèse du flavocytochrome b558 avec les études structurales les plus récentes, notamment celles rendues possibles par les progrès de la microscopie électronique cryogénique (cryo-EM). Ces travaux contribuent à une meilleure compréhension des interactions entre NOX2, p22^phox et EROS, ainsi qu'à l'élucidation des mécanismes moléculaires impliqués dans l'assemblage et l'activation de la NADPH oxydase. La compréhension de cette association permet notamment de mieux expliquer pourquoi certaines mutations génétiques de ces protéines (NOX2, p22^phox ou EROS) sont responsables d'un déficit immunitaire rare nommé granulomatose septique chronique (CGD). À terme, ces connaissances pourraient contribuer à améliorer le diagnostic et la prise en charge de cette maladie.

Des observations récentes suggèrent également que EROS pourrait influencer l'efficacité avec laquelle l'enzyme NADPH oxydase produit des espèces réactives de l'oxygène. Le mécanisme précis de cette régulation ainsi que la manière dont EROS s'associe puis se dissocie du cytochrome b₅₅₈ membranaire restent encore à élucider et constituent des questions importantes pour les recherches futures. Enfin, EROS pourrait également jouer son rôle de chaperonne pour d'autres isoformes de la famille des NOXs (Nox1 et Nox4). ll pourrait ainsi être impliqué dans d'autres processus pathologiques, notamment dans le développement et la progression des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) et de certains cancers.

Molecular Views into the Synthesis and Activation of Flavocytochrome b558 in Phagocytic Cells—Focus on the Role of EROS. Rochas P, Val-Pevida M, Beaumel S, Petit-Härtlein I, Plazy C, Fieschi F, Stasia MJ. 202. Antioxidants 15(6):724.

Contact : MJ. Stasia, Maîtresse de conférence Emérite UGA dans le groupe Membrane et pathogènes (IBS/M&P)

Comment les microbes catalysent la fixation de l'azote en enfer ?

2026-09-09T08:47:50Z

Bien que l'azote gazeux constitue près de 78 % de l'atmosphère terrestre, sa triple liaison le rend difficilement utilisable par les organismes vivants. Pour y parvenir, les micro-organismes mènent à bien la remarquable réaction de fixation de l'azote : ils transforment le N₂ en ammoniac, utilisé comme engrais et biocarburant, tout en participant au cycle de l'azote sur Terre. L'enzyme nitrogénase est responsable de cette réaction et se présente sous différentes formes selon le métal présent dans son métallocofacteur : le molybdène, le vanadium ou le fer.

Une étude publiée dans Nature Communications s'est penchée sur la nitrogénase d'un microbe des grands fonds marins vivant dans des zones volcaniques, Methanocaldococcus infernus, capable de fixer le N₂ à des températures supérieures à 90 °C. L'équipe dirigée par Tristan Wagner (IBS/ELMA et anciennement chef de groupe à l'Institut Max Planck de microbiologie marine, Brême) a isolé la nitrogénase directement à partir du microbe et a découvert que l'enzyme présentait une résistance à la chaleur étonnante : elle commence à se dégrader à 90 °C, et une petite partie peut même survivre à 98 °C. Cela explique pourquoi l'enzyme est trop lente pour être active à température ambiante. Ils ont eu recours à la biologie structurale et aux techniques de rayons X par rayonnement synchrotron pour en révéler la structure, mettant en évidence des caractéristiques structurales communes aux trois formes de nitrogénase. Ceci étaye l'hypothèse selon laquelle l'enzyme issue des archées produisant du méthane pourrait s'apparenter à un ancêtre commun de la nitrogénase, à partir duquel les systèmes modernes auraient évolué. De plus, l'étude du fonctionnement de l'enzyme de Methanocaldococcus infernus pourrait permettre de mettre en évidence des principes mécanistiques communs à toutes les nitrogénases.

Pour ce faire, les chercheurs ont d'abord examiné les métaux qui composent le métallocofacteur et, en raison de sa complexité, ont recouru à la cristallographie aux rayons X pour déterminer avec précision l'identité de chaque métal à l'échelle atomique. La partie la plus difficile a consisté à identifier le molybdène, car son signal n'est détectable qu'à une longueur d'onde spécifique, généralement inaccessible avec les lignes de lumière conventionnelles, mais accessible sur la ligne de lumière BM07-FIP2 (ESRF) en poussant le montage expérimental à ses limites extrêmes. Une fois la présence du molybdène confirmée, les scientifiques ont été stupéfaits par leur découverte suivante : un état observé jusqu'alors uniquement dans les formes de nitrogénase à base de vanadium et de fer, a été détecté pour la première fois dans une enzyme à base de molybdène.

Cette avancée met en évidence un principe mécanistique universel parmi les nitrogénases et marque une étape importante dans la compréhension de la réaction de fixation de l'azote, qui recèle un grand potentiel pour lutter contre la crise climatique et les problèmes environnementaux liés à l'eutrophisation.

Molecular basis of N2 fixation in a hyperthermophilic archaeon. Maslać N, Törer MR, Bolte P, Wagner T. Nature Communications 2026 ; 17:9602.

Contact : Tristan Wagner, chercheur CEA dans le Groupe Extremophiles et grands assemblages moléculaires (IBS/ELMA) et anciennement chef de groupe à l'Institut Max Planck de microbiologie marine, Brême.

Nicola Galvanetto, lauréat d'un prestigieux contrat ERC Starting grant

2026-09-03T15:12:16Z

Le Conseil européen de la recherche (ERC) a attribué à Nicola Galvanetto, chercheur à l'Institut de biologie structurale, une bourse « Starting Grant » pour son projet « INTERFACES » en biophysique moléculaire.

Ce projet entend apporter un nouvel éclairage sur les mécanismes moléculaires à l'origine des maladies neurodégénératives, tout en mettant en lumière les principes fondamentaux qui régissent les interfaces biomoléculaires et l'organisation des systèmes vivants.

En savoir plus sur Nicola Galvanetto et son projet INTERFACES : détails

Nicola Galvanetto lauréat d'une ERC Starting grant

2026-09-03T15:09:17Z

Nicola a étudié la physique à l'université de Padoue et à l'Université catholique de Louvain, avant d'obtenir un doctorat en biophysique et neurobiologie à l'École internationale supérieure d'études avancées de Trieste. Il a ensuite rejoint l'université de Zurich pour un postdoctorat, au cours duquel il s'est intéressé aux mouvements, aux interactions et aux assemblages de protéines désordonnées, afin de mieux comprendre leur implication dans certaines pathologies. Depuis mars 2026, il dirige sa propre équipe à l'IBS au sein du groupe « Dynamique et flexibilité des protéines par RMN », grâce à une bourse ATIP-Avenir. Ses recherches s'appuient sur la biophysique moléculaire à l'échelle de la molécule unique pour comprendre comment les interactions moléculaires sont à l'origine de l'organisation et de la complexité des systèmes vivants, et comment la perturbation de ces processus peut entraîner des maladies.

En quoi consiste le projet INTERFACES ?

Les cellules organisent leurs composants à la fois grâce à des organites délimités par une membrane et à des condensats biomoléculaires (des compartiments dépourvus de membrane, formés par séparation de phases). Si les condensats permettent des interactions moléculaires dynamiques et une régulation biochimique efficace, leurs interfaces peuvent également favoriser de mauvais repliements et l'agrégation de protéines, entraînant un dysfonctionnement cellulaire et une toxicité.
Le projet INTERFACES vise à comprendre et moduler le comportement des protéines aux interfaces des condensats biomoléculaires, avec une résolution à l'échelle de la molécule unique, à l'aide de la spectroscopie monomoléculaire. Il s'attachera à visualiser l'agrégation des protéines, à identifier les facteurs qui y contribuent et à explorer des moyens de modifier les surfaces des condensats afin d'empêcher toute agrégation nocive.
En étudiant les phénomènes d'agrégation à l'échelle nanométrique, ce projet pourrait apporter un nouvel éclairage sur les mécanismes moléculaires à l'origine des maladies neurodégénératives, tout en mettant en lumière les principes fondamentaux qui régissent les interfaces biomoléculaires et l'organisation des systèmes vivants.

"Interfaces" (Single-molecule dynamics of aggregation at biomolecular condensate interfaces)
Période : 2026-2031
Montant t : 1 833 790 EUR

Félicitations à Nicola pour ce contrat prestigieux et très convoité destiné aux chercheurs en début de carrière !

Comment l'environnement façonne la dynamique des protéines

2026-08-31T11:51:52Z

Une étude publiée dans Nature Chemistry examine comment l'environnement remodèle le paysage énergétique conformationnel des protéines en utilisant comme modèle la protéine GB1. Dans ce projet mené par le groupe de Paul Schanda (ISTA), en collaboration avec le groupe Synchrotron (IBS) et celui de Christophe Chipot (CNRS/Université de l'Illinois), les chercheurs ont comparé sa dynamique en solution, dans un cristal et lorsqu'elle est liée à son partenaire IgG. Grâce à la RMN, ils ont montré que certains cycles aromatiques enfouis effectuent des retournements à 180° autour de l'axe Cβ–Cγ près de mille fois plus lentement dans les cristaux qu'en solution. À l'inverse, ces mouvements peuvent être fortement accélérés lorsque GB1 interagit avec son partenaire IgG. Ces résultats montrent que les contacts intermoléculaires peuvent profondément remodeler la dynamique d'une protéine. Les structures cristallographiques de GB1, dans des conditions cryogéniques et à température ambiante, ont été déterminées sur les lignes de lumière BM07-FIP2 et ID30B à l'ESRF. En combinant cristallographie, RMN et dynamique moléculaire, cette étude apporte une vision plus complète de la manière dont les protéines « respirent ».

Aromatic ring flips reveal reshaping of protein dynamics in crystals and complexes. Becker LM, Fu H, Tatman BP, Dreydoppe M, Kapitonova A, Balazs DM, Weininger U, Engilberge S, Chipot C, Schanda P. Nature Chemistry 2026 ; 18(7):1221-1230. https://www.nature.com/articles/s41557-026-02155-

Contact IBS : Sylvain Engilberge, chercheur ? du groupe Synchrotron (IBS/GSY)

Une protéine à double fonction orchestre la floraison

2026-08-26T09:12:05Z

Le développement des organismes multicellulaires repose sur un équilibre subtil entre l'activation et la répression des gènes, contrôlé par des marques épigénétiques portées par la chromatine. Chez les plantes, cette régulation est essentielle pour coordonner des étapes clés du développement, comme la floraison.

Pour la première fois, des chercheurs de l'IBS, en collaboration avec le Laboratoire Physiologie Cellulaire & Végétale de Grenoble, l'iGReD et l'Institut Curie, ont démontré que la protéine ULTRAPETALA1 (ULT1) exerce une double fonction de régulateur génique. Connue pour activer l'expression de certains gènes, ULT1 peut aussi fonctionner en répresseur, par interaction directe avec des enzymes du complexe PRC2 (complexe protéique qui joue le rôle d'interrupteur moléculaire en réprimant l'expression de certains gènes en modifiant la structure de la chromatine).

La découverte de ce nouveau mécanisme apporte un éclairage inédit sur la façon dont les plantes ajustent leur floraison et pourrait, à terme, favoriser le développement d'approches biotechnologiques visant à renforcer la résilience des cultures face aux changements environnementaux. Détails

The dual trxG/PcG protein ULTRAPETALA1 modulates H3K27me3 and directly enhances POLYCOMB REPRESSIVE COMPLEX 2 activity for fine-tuned reproductive transitions. Geshkovski V, Engelhorn J, Izquierdo JB, Laroussi H, Thouly C, Turchi L, Wouters M, Le Masson M, Thévenon E, Petitalot A, Simon L, Verdier M, Desset S, Michl-Holzinger P, Bruckmann A, Parrinello H, Grasser KD, Probst AV, Margueron R, Vachon G, Kadlec J, Carles CC. Nature Plants 2026 ; 2(8):1561-1578. https://doi.org/10.1038/s41477-026-02363-z

Cette étude a fait l'objet d'un article dans la rubrique “Science” du journal Le Monde le 19/08/2026 (article réservé aux abonnés).

Contact IBS : Jan Kadlec, chercheur CNRS du Groupe Épigénétique et voies moléculaires (IBS/EPIGEN)

Assemblages des domaines flexibles Cu2 au noyau du domaine Fc d'une IgM par le protocole AFM-Assembly

PELLEQUER Jean-Luc — 2026-07-31T07:23:51Z

Dans cette étude, nous avons combiné la topographie obtenue par microscopie à force atomique (AFM) et le pipeline AFM-Assembly pour reconstruire les structures pentamériques des noyaux Fc de l'IgM. Ces structures illustrent des orientations alternatives possibles de la liaison Cµ2-Cµ3. Il est particulièrement significatif de noter que ces conformations alternatives ont été déduites à partir des contraintes expérimentales issues des données AFM. La variabilité conformationnelle observée dans notre reconstruction pourrait résulter d'une convolution favorable entre la faible résolution de la topographie AFM (y compris l'effet de pointe) et la résolution de la reconstruction atomique au niveau Cα lors du processus d'assemblage. La vision dynamique du noyau Fc de l'IgM reconstruit, présentée dans cette étude, contraste avec les structures obtenues par cryo-microscopie électronique, qui déduisent la variabilité conformationnelle de l'absence de densités clairement définies. Ce travail offre une perspective novatrice sur la capacité de la méthode AFM-Assembly à fournir une représentation pseudo-dynamique d'arrangements moléculaires flexibles potentiels.

L'imagerie AFM et la reconstruction ont été réalisées par Harinderbir Kaur.

Kaur H, Pinto AJ, Reiser J-B, Ling WL and Pellequer J-L (2026) Reconstruction of the flexible IgM Fc core using atomic force microscopy topography and the AFM-Assembly pipeline. J. Mol. Recognit. 39:e70041

Syndrome de Rahman : quand la chromatine se relâche

2026-07-15T09:19:28Z

Le syndrome de Rahman est une maladie génétique rare associée à des troubles du neurodéveloppement et à des traits du visage caractéristiques, pouvant également s'accompagner d'anomalies du squelette ou du cœur.

Dans un article publié dans Nature Communications, des scientifiques de l'IBS, en collaboration avec des collègues de l'IAB, de l'IGBMC et d'instituts de recherche turcs et bulgares, montrent que la mutation responsable de cette maladie empêche une protéine, l'histone H1.4, de compacter correctement l'ADN. Cette désorganisation pourrait modifier l'expression de nombreux gènes au cours du développement. Ces travaux apportent ainsi une première explication moléculaire aux anomalies observées chez les patients atteints du syndrome de Rahman.

Au-delà de cette maladie rare, cette étude met en évidence le rôle central des histones de liaison dans l'architecture tridimensionnelle du génome. Elle fournit un cadre pour mieux comprendre d'autres maladies liées à des défauts d'organisation de la chromatine et ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude des mécanismes qui contrôlent l'expression des gènes. (Détails)

A Rahman Syndrome mutation in histone H1.4 disrupts chromatin compaction and phase separation. Boopathi R, Garcia-Saez I, Turunç S, Lone IN, Kumar A, Abu Alhaija AA, Hayes JJ, Bednar J, Diril MK, Iliev D, Gospodinov A, Le Roy A, Skoufias D, Angelov D, Hamiche A, Kale S, Dimitrov S, Petosa C. Nat Commun. 2026 May 22. doi : 10.1038/s41467-026-73046-8.

Contact : Carlo Petosa, chercheur CNRS du groupe Épigénétique et voies moléculaires (IBS/EPIGEN)

Post-doctorat en biologie structurale des protéines virales intrinsèquement désordonnées (groupe FDP)

2026-06-26T14:20:49Z

Le Groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN recrute des chercheurs et chercheuses postdoctoraux hautement motivés pour étudier les mécanismes fonctionnels d'assemblages macromoléculaires très dynamiques impliqués dans la réplication de virus à ARN pathogènes (SARS-CoV-2, virus de la rougeole et virus de la grippe).

Ce projet, à l'interface de la biologie, de la chimie et de la physique, s'appuie principalement sur des approches de pointe en spectroscopie RMN, combinées à des simulations de dynamique moléculaire (à l'échelle atomique et coarse-grained), à la spectroscopie et à l'imagerie par fluorescence, à la cristallographie aux rayons X, à la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et à la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS).

Une architecture tubulaire inédite éclaire la respiration bactérienne

2026-06-24T14:05:24Z

La respiration est au cœur de la conversion d'énergie chez la plupart des organismes vivants. Elle repose sur des chaînes de transfert d'électrons situées dans la membrane, au sein desquelles de petites molécules appelées quinones assurent un rôle de navettes électrochimiques. Parmi les molécules qui alimentent ces chaînes respiratoires, le NADH occupe une place centrale. Produit par de nombreuses réactions du métabolisme, il doit être réoxydé pour que la cellule continue à fonctionner, étape assurée par des NADH déshydrogénases.

Dans un article paru dans Nature Communications, des scientifiques de l'Institut de Biologie Structurale (IBS) et du Laboratoire de chimie bactérienne (LCB) dévoilent l'architecture inattendue de cette enzyme clé de la respiration bactérienne, la NADH déshydrogénase de type II.

Ils mettent en évidence un échafaudage tubulaire capable de connecter l'enzyme à la membrane et aux quinones, molécules qui assurent le transfert d'électrons dans la chaîne respiratoire.

Cette découverte renouvelle notre compréhension de l'évolution et de l'organisation des chaînes respiratoires. En savoir plus

A Bacillales-specific tubular scaffold essential for NADH dehydrogenase activity. Seduk F, Osman R, Garcia PS, Bizien-Jaglin L, Juyoux P, Kosta A, Sauvage S, Maté MJ, Pierrel F, Lebrun R, Schoehn G, Yamaryo-Botté Y, Botté CY, Nicolet Y, Cherrier MV, Walburger A, Magalon A. Nat Commun. 2026 Jun 18. doi : 10.1038/s41467-026-74385-2. Epub ahead of print. PMID : 42315832.

Contact : Mickaël Cherrier, chercheur UGA du groupe Metalloprotéines (IBS/METALLO)