La biologie redox, une nouvelle discipline des sciences du vivant
Les phénomènes et réactions redox biologiques font intervenir des molécules ayant une réactivité chimique particulière, en particulier l'oxygène, le fer et autres métaux redox, et le soufre présent dans le groupement thiol (-SH) de la cystéine. Ces phénomènes redox sont au cœur des mécanismes cellulaires essentiels à la vie, la respiration et la production d'énergie, la synthèse de métabolites multiples, la repliement des protéines au cours de leur sécrétion, la protection contre le stress oxydant, le contrôle des voies de signalisation cellulaires et des montres biologiques. Ils interviennent en fait dans une multitude d'autres processus cellulaires. Ces phénomènes redox ont deux caractéristiques essentielles : (i) leur interdépendance majeure à l'échelon de la cellule et parfois de l'organisme ; (ii) la nécessité de leur contrôle cellulaire très strict en raison de la réactivité, parfois extrême, de leurs acteurs moléculaires, afin d'éviter la propagation de réactions anormales conduisant au stress oxydant. L'étude des phénomènes redox intégrée au fonctionnement cellulaire et de leurs systèmes de contrôle définit aujourd'hui un nouveau champ des sciences du vivant, la biologie redox, en plein essor. Une meilleure compréhension de la biologie redox et de son impact physiopathologique constitue un enjeu fondamental en santé humaine car la dérégulation des phénomènes redox est une des causes majeures de maladies, pour la plupart liées au vieillissement, comme les cancers, le diabète, les maladies neurodégénératives, métaboliques et inflammatoires.
Expertise de l'équipe et projets en cours
Notre équipe a acquis une expertise internationale en biologie redox, et en particulier dans les réactions faisant intervenir l'oxydation réversible des résidus cystéines. Elle s'intéresse aujourd'hui principalement aux mécanismes de contrôle de l'équilibre thiol-redox selon une approche intégrée de la cellule eucaryote considérant ses différents compartiments. Nous étudions les phénomènes redox intervenant (i) dans le repliement des protéines sécrétées et le contrôle de qualité des protéines; (ii) dans la signalisation cellulaire ; (iii) dans le métabolisme du fer, en particulier la synthèse des protéines à centres fer-soufre. Nous étudions aussi les systèmes antioxydants utilisant la cystéine pour dégrader l'H2O2, les peroxiredoxines, également selon une approche cellulaire intégrée.
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Métier de la biologie
Notre corps de métier repose sur les approches moléculaires et fonctionnelles in vitro et in vivo appliquées aux modèles eucaryotes de la levure Saccharomyces cerevisiae, les lignées cellulaires mammifères et la souris. Ces études combinent l'utilisation de bio-senseurs et de méthodes novatrices de détection de modifications redox.