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Biomolécules : trois techniques à la pointe de la recherche

3 épisodes

1

Cryo-microscopie électronique : la révolution de la résolution
2

Un ARN inédit pour lutter contre le SARS-CoV-2
3

Comment suivre en temps réel la dynamique des biomolécules ?

Épisode 1/3

Cryo-microscopie électronique : la révolution de la résolution

Pierre-Damien Coureux , Professeur assistant en microscopie électronique au BIOC* à l’École polytechnique (IP Paris)

Le 20 avril 2022

6 min. de lecture

Pierre-Damien Coureux

Professeur assistant en microscopie électronique au BIOC* à l’École polytechnique (IP Paris)

En bref

La biologie structurale moderne est née dans les années 1950 avec la première structure de la double hélice d’ADN et les premières structures de protéines récompensées en 1962 par deux prix Nobel.
Même si les premiers microscopes électroniques existaient bien avant les années 1950 et permettaient d'observer les matériaux à haute résolution, les molécules du vivant sont restées longtemps des objets difficilement observables avec cette technique. En biologie, cette approche structurale a été considérée pendant très longtemps comme une grosse loupe.
Depuis une dizaine d’années la technique a connu des avancées révolutionnaires permettant de voir des molécules à l’échelle atomique et aussi petites que l’hémoglobine.
Si la pandémie de Covid était apparue il y a 15 ans, les chercheurs n’auraient jamais été en mesure d’obtenir sa structure aussi rapidement.
Le prochain défi consiste à visualiser l’intérieur des cellules avec un niveau de détail suffisant pour replacer tous les modèles atomiques connus du vivant et de comprendre leur interaction

Épisode 2/3

Un ARN inédit pour lutter contre le SARS-CoV-2

Jean-Louis Mergny, directeur de recherche Inserm et responsable du département de biologie de l'IP Paris

Le 20 avril 2022

5 min. de lecture

Jean-Louis Mergny

directeur de recherche Inserm et responsable du département de biologie de l'IP Paris

En bref

De nombreuses pistes pour un meilleur traitement du SARS-CoV-2 ont émergé, mais les principaux progrès ont été faits concernant la détection précoce des patients et les protocoles de soins intensifs.
Il reste très difficile de cibler un virus, comme nous l’avait déjà montré la lenteur du développement de traitements efficaces contre le VIH et l’hépatite.
Cependant une piste clinique s’est ouverte grâce aux effets prometteurs de la protéine NSP3 bloquant la prolifération du virus.
Le développement d’un candidat médicament est néanmoins un processus long. Les chercheurs veiennent de commencer la phase préclinique chez les rongeurs pour d’abord évaluer leur distribution ainsi que leur éventuelle toxicité in vivo.

Épisode 3/3

Comment suivre en temps réel la dynamique des biomolécules ?

Le 20 avril 2022

4 min. de lecture

Pascale Changenet

directrice de recherche CNRS en biophysique à l’École polytechnique (IP Paris)

François Hache

directeur de recherche au CNRS et professeur en physique à l'École polytechnique (IP Paris)

En bref

La formation des structures en hélice des protéines et de l’ADN met en jeu des mouvements pouvant être extrêmement brefs (i.e. 10 x 10^-15secondes) à l’échelle de quelques atomes. Observer ces mouvements sur une échelle temporelle aussi courte reste un défi expérimental.
Les biomolécules sont des molécules chirales. Une molécule est chirale lorsqu’elle n’est pas superposable à son image dans un miroir et peut exister sous deux formes possibles.
La technique appelée « dichroïsme circulaire » permet de distinguer ces formes « chirales » — comme un code barre — et de suivre le film du changement de leurs conformations jusqu’à des temps extrêmement courts.
Comprendre la dynamique des interactions de certaines molécules ciblant l’ADN sur sa structure « chirale » est une voie à explorer pour alimenter de nouvelles pistes de recherches en pharmacologie ou en médecine.

Auteurs

Pierre-Damien Coureux

Professeur assistant en microscopie électronique au BIOC* à l’École polytechnique (IP Paris)

Après un doctorat en biologie structurale sur les moteurs moléculaires myosines à l’Institut Curie en 2004, il part ensuite aux États-Unis étudier les photorécepteurs bactériens et végétaux en utilisant plusieurs approches dont la microscopie électronique. Il est recruté en 2008 à l’École polytechnique et travaille principalement sur les machines cellulaires qui synthétisent nos protéines : les ribosomes, avec comme modèle d’étude ceux des Archées. Il a été nommé responsable du CIMEX en 2020 et participe également à l’enseignement de la biologie à l’X.

*BIOC : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris

Ses contributions

Cryo-microscopie électronique : la révolution de la résolution

Jean-Louis Mergny

directeur de recherche Inserm et responsable du département de biologie de l'IP Paris

Diplômé de l'Ecole Normale Supérieure (Paris), Jean-Louis Mergny a effectué son doctorat sur les rôles des acides nucléiques suivi d'un post-doctorat à Bâle, en Suisse. En 2009, il rejoint l'Institut Européen de Chimie Biologie (IECB) à Bordeaux où il est nommé directeur. À la fin de son mandat de 10 ans à l'IECB, en 2020, il poursuit ses projets de recherche au LOB (*unité mixte de recherche CNRS, École Polytechnique - Institut Polytechnique de Paris, Inserm) à Paris. La crise du Covid l'incite à réorienter mes projets de recherche vers les agents pathogènes dans le but de développer de nouvelles approches thérapeutiques contre les infections virales. Il a été nommé responsable du département de biologie de l'Institut Polytechnique de Paris en septembre 2021, et est devenu co-responsable du centre Interdisplinaire « Engineering for Health » (E4H* https://www.ip-paris.fr/en/research/interdisciplinary-centers/e4h) en 2022. Co-auteur de plus de 300 articles originaux, il a rassemblé plus de 41000 citations selon Google Scholar.