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Thème de Recherche

Thème de Recherche

Les cellules eucaryotes sont composées de différents compartiments intracellulaires ayant une composition définie en protéines et en lipides pour assurer leur fonction. Cette composition est assurée par le trafic membranaire qui se caractérise par la formation d’une vésicule de transport à un compartiment donneur et son trafic jusqu’à un compartiment accepteur avec lequel elle va fusionner pour y libérer son contenu protéique et lipidique. Des défauts dans le trafic intracellulaire sont responsables de différents types de maladies allant de la myopathie, la neuropathie ou les ciliopathies.


L’équipe utilise le modèle de la levure Saccharomyces cerevisiae, des cellules primaires de patients et des cellules et des tissus murins (modèle knock-out ou knock-in) pour étudier des protéines du trafic membranaire responsables de maladies (myopathies et ciliopathies).

 
Une illustration du trafic intracellulaire vers le cil primaire.

 

L’équipe s’intéresse à différentes étapes du trafic intracellulaire :

-       l’internalisation des protéines à la membrane plasmique par endocytose

-       le transport vésiculaire de l’appareil de Golgi à la vacuole/lysosome

-       le tri des protéines au niveau des endosomes tardifs ou MVB (multivesicular body)

-       le transport des protéines vers le cil primaire

-       le transport de protéines mitochondriales et l’évolution des mitochondries

 

 
Observation par microscopie à fluorescence sur des cellules vivantes du réseau mitochondrial (en rouge) et de la vacuole (en bleu) dans des levures sauvages et mutantes pour l'ATP synthase mitochondriale atp9.

 


Le cil primaire (en vert) est très court dans les cellules de la peau de patients portant une mutation dans le gène VPS15 et atteints de ciliopathie, comparé aux cellules d’individus sains. Le noyau est marqué en bleu et la protéine VPS15 est en rouge.

 

Illustration : © Lauriane Kuhn (Plateforme Protéomique Strasbourg-Esplanade, IBMC)

Gâteau montrant le trafic intracellulaire vers le cil primaire, avec le rôle de la protéine VPS15 qui intervient au niveau du Golgi pour réguler le transport des vésicules IFT20 vers le cil primaire.



Nous étudions également le rôle de protéines interagissant avec ou métabolisant les lipides de type phosphoinositide. En effet, le phosphatidylinositol (PtdIns) est un lipide clef dans le trafic intracellulaire, car la modification par phosphorylation de son anneau inositol va générer différentes molécules, qui servent de signaux dans le trafic :

- PtdIns(4)P, mono-phosphorylation en position 4 de l’anneau inositol, localisation au Golgi

- PtdIns(4,5)P2, bi-phosphorylation en position 4 et 5 de l’inositol, localisation membrane plasmique

 - PtdIns(3,4,5)P3, tri-phosphorylation en position 3,4,5, de l’inositol, localisation membrane plasmique

- PtdIns(3)P, mono-phosphorylation en position 3 de l’inositol , localisation endosomale

- PtdIns(3,5)P2, bi-phosphorylation en position 3 et 5 de l’inositol, localisation endososomes multivésiculaires tardifs (MVB) et lysosome/vacuole

- PtdIns(5)P, mono-phosphorylation en position 5 de l’inositol , localisation membrane plasmique

 

Des approches de biochimie (lipides, protéines, interactions), de génétique (souches KO de levure, croisement, dissection de spore, modèle de souris Knock in et knock out, cellules primaires de patients), de biologie cellulaire et d’imagerie (microscopie à fluorescence) sont employés au laboratoire pour mettre en évidence de nouvelles fonctions cellulaires.

De plus, par des systèmes d’expression hétérologues, nous étudions des gènes humains responsables de myopathie (MTM1, BIN1, DNM2, PYROXD1, de neuropathie de type Charcot-Marie-Tooth (MTMR2, DNM2) ou de ciliopathie (VPS15 dans la levure.  Ainsi nous analysons les différences de phénotypes après expression du gène humain sauvage ou des mutants de patients dans une cellule eucaryote unicellulaire, la levure S. cerevisiae.

 

L'objectif est d'améliorer la connaissance sur les mécanismes aboutissant à ces maladies complexes en caractérisant les fonctions cellulaires des protéines codées par les gènes mutés et ceci dans un contexte sain et pathologique.

Vidéo de conférence donnée par Sylvie Friant à la Conférence Trafic Vésiculaire avec les 3 Nobels 2013 (Collège de France, Paris)

Site de la conférence


Film qui montre le trafic intracellulaire de l'espine Ent5-GFP dans des cellules de levure

Stages

 

L’équipe accueille des stagiaires préparant un diplôme de BTS, DUT et Master. Si vous êtes intéressés contactez Sylvie Friant.

Plan d’accès

Le laboratoire est situé au 4ième étage de l’Institut de Physiologie, sur le campus de l’Esplanade, au 21 rue Descartes à Strasbourg.

Collaborateurs

Etude des phosphoinositides du trafic et des myopathies et neuropathies associées.

Jocelyn Laporte, IGBMC, Illkirch France

Bernard Payrastre, INSERM, Toulouse France

Bruno Goud, Institut Curie, Paris, France

 

Etudes des ciliopathies

Hélène Dollfus LGM, Strasbourg France

 

Etudes du rôle du trafic membranaire dans l'évolution des mitochondries

Lars Steinmetz, EMBL Heidelberg Allemagne

Jean-Paul di Rago
, IBGC Bordeaux France

 

Etudes de protéines humaines dans la levure

Binnaz Yalcin, IGBMC, Illkirch, France

 

Etude de complexes macromoléculaires

Philippe Hammann, Plateforme Protéomique Strasbourg-Esplanade

Financements

Agence Nationale de la Recherche, ANR

Association Française contre les Myopathies, AFM / Téléthon

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