Le Laboratoire des Protéines et des Systèmes Membranaires étudie les protéines et systèmes membranaires, du niveau moléculaire au niveau cellulaire, par des techniques biochimiques et biophysiques. Les recherches couvrent la structure, le mécanisme et la régulation des protéines associées aux membranes, le rôle des lipides et de l’environnement membranaire, et les applications thérapeutiques possibles (inhibiteurs, diagnostic, dysfonctionnements).
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Les cellules de notre organisme ainsi que les organelles intracellulaires sont entourés d'une structure appelée « membrane », composée principalement de
lipides et de
protéines. Les membranes sont bien plus qu'une simple barrière qui isole le milieu extérieur de l'intérieur de la cellule. Les membranes coordonnent un certain nombre d'événements de signalisation cellulaire, par exemple le recrutement de protéines périphériques comme les petites protéines G. En outre, les principaux constituants des membranes cellulaires sont les
protéines membranaires intégrales, ces dernières contrôlant le flux de biomolécules grâce aux transporteurs et transmettant des signaux externes grâce aux récepteurs. En conséquence, les protéines membranaires intégrales sont impliquées dans une myriade de fonctions cellulaires différentes, allant de la
signalisation cellulaire, au
trafic membranaire, au
transport d'ions/lipides, à la
détoxication cellulaire, à l'énergisation des cellules, en passant par le
maintien du potentiel membranaire. Ceci est illustré par le fait qu'un grand nombre de génomes dédie 30% de son information génétique au codage des protéines membranaires et qu'environ 50% des médicaments actuellement utilisés ciblent les protéines membranaires. Les protéines membranaires jouent également un rôle important dans la
pharmacocinétique (distribution tissulaire, métabolisme et clairance), le profil de sécurité et d'efficacité de nombreux médicaments, et dans les mécanismes de résistance aux médicaments opérant chez de nombreux agents pathogènes.
En substance, les dommages aux membranes peuvent considérablement modifier la plupart des processus cellulaires. En outre, bien que le rôle des lipides ait longtemps été sous-estimé, ils occupent désormais le devant de la scène, car nous commençons à comprendre leur rôle dans le trafic membranaire, la signalisation, l'organisation des nanodomaines, le stockage de l'énergie ou la régulation de l'activité des protéines membranaires.
Dans notre groupe, nous cherchons à décrypter le mécanisme par lequel les protéines membranaires catalysent leur fonction, au niveau moléculaire, en mettant l'accent sur l'interaction entre les lipides et les protéines membranaires, et sur le rôle des protéines membranaires dans l'organisation dynamique des lipides membranaires. Trois axes de recherche principaux s'articulent autour de ce thème général :
Mécanisme moléculaire du transport des lipides catalysé par les fippases (axe 1)
Étude de la structure de la cavéoline 1 et des interactions lipide-protéine dans les cavéoles (axe 2)
Structure, fonction, et régulation de protéines membranaires de transport associées à des pathologies (axe 3)
Pour mener ces projets à bien, nous utilisons une combinaison d'approches expérimentales et
in silico complémentaires : biochimie, spectroscopies, simulations de dynamique moléculaire et méthodes structurales. Dans le cadre de l'Infrastructure française de biologie structurale intégrée (
FRISBI), notre laboratoire héberge la plateforme technique d'expression dans la levure MPEX (Membrane Protein EXpression) et donc des équipements de pointe pour l'expression et la purification de protéines membranaires.
Moyens Humains
Andrianaivomananjaona Tiona, chercheuse, Lifesearch SAS,
Beswick Véronica, maître de conférences,
Garrigos Manuel, chercheur INSERM, Haraux Francis, chercheur CNRS, Jamin Nadège, chercheuse CEA , Jaxel Christine, chercheuse CNRS,
Le Maire Marc, professeur émérite (Université Paris-Saclay),
Lemaire Claire, chercheuse CNRS,
Lenoir Guillaume, maître de conférences (Université Paris-Sud),
Montigny Cédric, ingénieur CNRS, Orlowski Stéphane, chercheur CEA, Roux Michel, chercheur CNRS, Vázquez-Ibar José-Luis, chercheur CNRS
Anciens membres du laboratoire
Thibaud Dieudonné (PhD student 2016-2020). Post-doctoral researcher in Poul Nissen's lab since March 2020 (University of Aarhus, Denmark),
Lucas Ronseaux (M2 student 2020, Université de Reims Champagne-Ardenne),
Valentine Guinot (engineer 2018-2019). PhD student in Lille,
Anaïs Lamy (PhD student 2015-2018). Post-doctoral researcher in Umea University (Sweden). Advisor: Ronnie Berntsson,
Hassina Azouaoui (PhD student 2012-2016), Thomas Barbot,(PhD student),
Nahuel Perrot(PhD student)