STRUCTURE ET ACTIVITE DES BIOMOLECULES NORMALES ET PATHOLOGIQUES

TDP-43 est une protéine nucléaire, retrouvée sous forme d’inclusions cytoplasmiques dans les neurones des patients atteints par deux maladies neurodégénératives (SLA ou DLFT) qui n’ont à ce jour aucun traitement curatif efficace. Nous avons récemment démontré que les domaines RRM12 de TDP-43 se lient à leurs cibles ARN de manière coopérative impliquant des interactions intermoléculaires impliquant les domaines RRM. Cette liaison coopérative de TDP-43 à l'ARNm est essentielle pour maintenir la solubilité de TDP-43 dans le noyau et sa miscibilité dans les granules de stress cytoplasmiques. Plus récemment, nous avons montré que l'état de phosphorylation de TDP-43 contrôle sa localisation cellulaire. Il est à noter que les structures 3D disponibles pour la protéine TDP-43 correspondent seulement à des domaines isolés et que les interactions entre ces différents domaines restent inconnues. TDP-43 ciblent de longues répétitions d'ARN riches en GU qui peuvent former des tétramères/pentamères induisant probablement des contraintes structurales sur la cible ARN. L'objectif global de ce projet est de documenter la relation structure/fonction des auto-assemblages de TDP-43. Ces assemblages sont des cibles reconnues dans la SLA et la FTLD. Les résultats de ce projet permettront de déchiffrer comment des mutations pathologiques et des modifications post-traductionnelles peuvent mener aux pathologies associées à TDP-43. Pour atteindre ces objectifs, nous adopterons une stratégie intégrative en utilisant des analyses structurales, computationnelles et biochimiques combinées à des approches fonctionnelles dans des modèles cellulaires et chez l’animal. La disponibilité de données fonctionnelles et structurales sur les auto-assemblages de TDP-43 ouvrira la voie à l'élucidation du mécanisme de la protéinopathie de TDP-43 et à la conception de petites molécules interférant avec l'agrégation de cette protéine.

Nous avons découvert une nouvelle technologie qui utilise les microtubules comme des nanoplateformes pour détecter des interactions biomoléculaires dans les cellules. Cette technologie est particulièrement efficace pour quantifier les interactionsARN:protéine pour lesquelles les autres méthodes existantes offrent peu d’alternatives. Ici, nous proposons de développer cette technologie pour cribler des petites molécules qui cibleront de manière spécifique des interactions ARN:protéine impliquée dans le cancer. Pour la validation, nous utiliseront une approche intégrative alliant bioinformatique, biologie structurale et cellulaire. Nous avons déjà obtenu la structure RMN des complexes ciblés et identifié des molécule ciblant des interactions ARNm:protéine dans les cellules. A terme, nos résultats pourrait valider notre approche innovante et révéler les interactions ARN:protéine comme des cibles putatives dans les maladies humaines