Institut de Biologie Intégrative de la Cellule

HOSTLINK explore un nouveau mécanisme de communication moléculaire entre parasites et hôtes, au cœur d’une maladie qui touche plus de 280 millions de personnes dans le monde: la schistosomiase. Ces vers plats utilisent des récepteurs originaux, appelés Venus Kinase Receptors (VKR), essentiels à leur reproduction mais absents des vertébrés – donc de l’être humain. Notre équipe a récemment élucidé la structure tridimensionnelle de la schistosomine, une petite protéine sécrétée par les escargots hôtes et obtenue par synthèse totale, et montré qu’elle agit comme un interrupteur moléculaire d’une manière inattendue : au lieu d’interagir avec le domaine extracellulaire, elle traverse la membrane cellulaire pour se fixer directement sur le cœur catalytique du récepteur et en moduler l’activité. Cette communication croisée entre espèces suggère que les parasites peuvent détourner des signaux neuroendocriniens de leurs hôtes pour soutenir leur développement. En combinant chimie des protéines, biologie structurale, analyses fonctionnelles (cellules Bge, ovocytes de xénope) et cycles d’infection complets maintenus chez nos partenaires, HOSTLINK identifiera les déterminants de compatibilité entre mollusques et schistosomes et recherchera de nouvelles séquences de schistosomines et de VKR issues d’espèces sauvages afin de retracer leur co-évolution. Nous testerons la spécificité versus la réactivité croisée des couples schistosomine–VKR dans plusieurs paires mollusque–parasite, en reliant structures, activité kinase et phénotypes de développement (GVBD et phosphorylation MAPK/AKT). Au-delà de la parasitologie, en révélant un mécanisme unique de régulation de récepteurs tyrosine-kinases, le projet pourrait inspirer de nouvelles stratégies antiparasitaires et guider la conception de modulateurs visant d’autres RTK impliquées dans des maladies humaines (par ex. cancers, inflammation, régénération tissulaire).

Les mitochondries sont responsables de la production d'énergie par les phosphorylations oxydatives (OXPHOS). Elles contiennent leur propre ADN (ADNmt), qui est exposé aux espèces réactives de l'oxygène (ROS) et à d'autres radicaux libres nocifs produits au cours des OXPHOS. Les lésions oxydatives de l'ADN sont principalement réparées par la voie de réparation par excision de base (BER), dont la 8-Oxoguanine ADN glycosylase (OGG1) est le principal acteur. Le facteur de transcription mitochondrial A (TFAM) organise l'ADNmt en nucléoïdes au sein du réseau mitochondrial. La quantité de TFAM détermine l'équilibre entre les nucléoïdes actifs, engagés dans la transcription ou la réplication, et les nucléoïdes inactifs. Cependant il n'a pas encore été déterminé si cette compaction interfère avec les mécanismes de réparation en réponse au stress oxydatif. MitoCoRe vise à répondre à cette question en se concentrant sur l’effet des lésions oxydatives de l'ADN (8-oxoG) sur TFAM et OGG1 et sur l'accessibilité des nucléoïdes et la façon dont ces changements influencent la réplication et la transcription. Plus spécifiquement, nous nous proposons d’étudier l’effet du stress oxydatif sur i) la structure du nucléoïde, ii) les dynamiques de TFAM-OGG1, iii) la liaison de TFAM à la région promotrice de l'ADNmt et iv) les modifications post-traductionnelles de TFAM et d’OGG1. Pour explorer ces questions fondamentales, MitoCoRe réunira une équipe pluridisciplinaire possédant des compétences complémentaires en réparation de l'ADN et en ADNmt et intégrera des techniques avancées de microscopie à super-résolution et d'imagerie en temps réel (STED, FRAP), de séquençage de molécules uniques, d'essais in vitro, de phosphoprotéomique et de techniques de force et de fluorescence à l’échelle de la molécule unique. A terme, MitoCoRe cherche à élucider les interactions complexes entre la compaction, la réparation, la réplication et la transcription de l'ADNmt en réponse au stress oxydatif.

Les dommages de l'ADN peuvent avoir de graves conséquences pour les cellules, conduisant à l’accumulation de mutations, à l’instabilité génomique, voire à la mort cellulaire. Les voies de réparation de l'ADN par excision de bases (BER) et par excision de nucléotides (NER) sont en charge de l'élimination des dommages affectant les nucléobases, induits notamment par les rayonnements ultraviolets (UV) et ionisants. Nous avons récemment identifié des interactions directes entre les facteurs des voies NER et BER chez la bactérie radiorésistante Deinococcus radiodurans, et une coopération fonctionnelle entre ces voies pour l’élimination de bases oxydées de l'ADN, suggérant une possible coordination du NER et du BER chez les procaryotes. De plus, notre suivi de la remarquable activité de réparation de l'ADN chez cet organisme indique que celle-ci est modulée par la structure et l'état de compaction du nucléoïde bactérien. Des observations similaires ont été faites chez les eucaryotes, mais pas chez les bactéries. Sur la base de ces résultats importants, les objectifs du projet CANDLES sont (i) d’établir les interactions entre les facteurs du NER, du BER et d’une voie alternative de réparation des dommages UV-induits, et caractériser au niveau structural ces "hubs" de réparation de l'ADN assemblés in vitro, (ii) de déterminer comment ces trois voies coopèrent in vivo pour assurer l'élimination rapide des nucléobases endommagées, et (iii) d’étudier l'impact de la structuration du génome bactérien sur la distribution et la réparation de ces lésions à travers le génome. Pour cela, notre consortium, réunissant 3 partenaires aux expertises complémentaires en biochimie, biologie structurale, imagerie de fluorescence avancée, chimie analytique et approches ‘omics’, explorera ces questions chez D. radiodurans. Cet organisme fascinant fait preuve d'une capacité exceptionnelle à restaurer son génome, tout en disposant d’une machinerie de réparation de l'ADN typique des bactéries.

Au cours de la division cellulaire, le fuseau mitotique contrôle la répartition des chromosomes dans les cellules filles. La dépolymérase des microtubules KIF2C/MCAK facilite la correction des erreurs d'attachement des microtubules au kinétochore (MT-k). L’absence de KIF2C provoque des défauts de ségrégation des chromosomes comparables à ceux de cellules cancéreuses présentant une instabilité chromosomique. Les partenaires 1 et 2 ont récemment observé que KIF2C forme des organites sans membrane de manière phospho-dépendante à la jonction MT-k en prométaphase. Ils ont découvert que la région N-terminale de KIF2C contient un domaine de liaison à des phospho-peptides essentiel à la condensation de KIF2C. Dans ce projet, nous allons explorer l'interactome de KIF2C en mitose, afin de déchiffrer les mécanismes de condensation de KIF2C, identifier les partenaires de KIF2C au sein de ces condensats, et révéler quel role jouent ces condensats dans l'organisation du fuseau, l'attachement MT-k et le contrôle de l'assemblage du fuseau. Pour cela, le partenaire 1 identifiera in vitro les mécanismes d'oligomérisation de KIF2C. Le partenaire 2 utilisera sa plateforme optogénétique pour tester l'effet de mutations perturbant l’oligomérisation sur la condensation de KIF2C dans les cellules, et recherchera les partenaires de KIF2C dans les condensats, soit en utilisant un marquage par la TurboID fusionnée à KIF2C, soit en précipitant les complexes avec l’étiquette Halo fusionnée à KIF2C exprimée de façon endogène. Le partenaire 1 caractérisera structuralement les complexes identifiés et concevra des mutations aux interfaces qui seront testées par le partenaire 2. Le partenaire 3 utilisera les cellules exprimant Halo-KIF2C de façon endogène pour caractériser la fonction des condensats de KIF2C lors de la mitose. Enfin, le partenaire 4 explorera, par imagerie à haute résolution spatiale ou temporelle, comment les condensats de KIF2C régulent son activité dépolymérase au kinétochore.

Le projet ELIXER vise à élucider les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le système de recombinaison spécifique du site Xer chez les bactéries. La recombinaison Xer est un processus critique qui résout les dimères chromosomiques formés lors de la recombinaison homologue, assurant ainsi une ségrégation fidèle des chromosomes bactériens. En outre, le système Xer assure l'intégration de nombreux éléments mobiles dans le génome de leur hôte. À l'exception de quelques espèces, le système Xer est composé de deux recombinases à tyrosine, XerC et XerD, qui sont contrôlées par des activateurs spécifiques à chaque espèce. XerC et XerD peuvent effectuer la recombinaison par deux voies, selon que la réaction est initiée par XerD ou XerC. La voie « XerD-first » est la voie canonique suivie pour la résolution des dimères chromosomiques. La voie alternative « XerC-first » est la voie utilisée par la plupart des éléments mobiles. Le projet se concentre sur le système Xer de Vibrio cholerae, dans lequel la voie canonique XerD-first est exploitée par un phage impliqué dans l'évolution vers la pathogénicité et la voie alternative XerC-first est exploitée par un phage qui porte les gènes de la toxine cholérique. Cette dualité en fait un modèle idéal pour étudier la dynamique et la régulation de l'échange de brins médié par la tyrosine recombinase (YR). Le consortium ELIXER rassemble trois partenaires complémentaires ayant une forte expertise en recombinaison, en biologie structurale et un accès à des infrastructures majeures. Le partenaire 1 (I2BC) dirige le projet et se concentre sur les essais in vivo et in vitro ; le partenaire 2 (I2BC) apporte son expertise en biologie structurale et biochimie. Le partenaire 3 (Synchrotron-Soleil) apporte une expertise avancée dans l'acquisition et l'analyse des données de Cryo-EM et de cristallographie. Le projet est structuré en deux lots de travail principaux. Le lot 1 se concentre sur la caractérisation structurelle des complexes XerCD-DNA, tandis que le lot 2 s'intéresse à la validation biochimique et génétique des interactions protéine-ADN et protéine-protéine déduites des données structurelles. De nouvelles stratégies d'assemblage de complexes de recombinaison asymétriques utilisant des protéines de flexion de l'ADN (par exemple, IHF) ou des domaines de dimérisation inductibles par des produits chimiques seront utilisées pour isoler des intermédiaires structurellement informatifs. Des approches de séquençage profond et de mutagenèse seront utilisées pour disséquer les déterminants de séquence de la liaison et de l'activité de la recombinase, ainsi que pour sonder les mécanismes d'activation spécifiques à l'espèce. En résolvant les états conformationnels du cycle de recombinaison XerCD, ELIXER répondra à des questions de longue date concernant la régulation de l'ordre de recombinaison, le rôle des facteurs accessoires et la base structurelle de la spécificité d’espèce de ces facteurs. Ces connaissances permettront non seulement de faire progresser notre compréhension fondamentale de la recombinaison médiée par YR, mais aussi d'ouvrir la voie à la conception rationnelle de nouvelles molécules capables d'inhiber sélectivement l'activité de la recombinase Xer. Ces inhibiteurs pourraient servir de nouveaux agents antimicrobiens ou empêcher l'intégration d'éléments mobiles pathogènes comme CTXF dans le microbiote commensal.

L'information épigénétique stockée sous forme de chromatine dans le noyau cellulaire gouverne l'identité cellulaire en contrôlant à la fois l'expression des gènes et la réparation des lésions de l'ADN. L'hétérochromatine facultative est une forme de chromatine transcriptionnellement silencieuse qui contribue à la différenciation cellulaire et dont les altérations sont pathologiques. Le chromosome X inactif des mammifères femelles en est un exemple typique : il est réduit au silence pendant le développement embryonnaire et maintenu de manière stable pendant les divisions somatiques. Malgré la fréquence élevée des cassures de l'ADN lors de l'inactivation du chromosome X et la grande sensibilité du chromosome X inactif aux lésions de l'ADN, on ignore comment l'hétérochromatine facultative du chromosome X inactif réagit aux lésions de l'ADN et influe sur leur réparation. Ces connaissances sont critiques pour comprendre comment la stabilité génétique et épigénétique de l'X inactif, et donc la compensation de dose des gènes liés à l'X, sont préservées. Nous utiliserons des stratégies innovantes combinant l'édition du génome, l'imagerie et la protéomique pour étudier comment l'hétérochromatine facultative gouverne la réparation des cassures double-brin de l'ADN dans le chromosome X inactif. Réciproquement, nous identifierons les changements chromatiniens qui accompagnent la réparation des cassures dans l'hétérochromatine facultative et nous caractériserons les mécanismes qui assurent le maintien des marques de l'hétérochromatine facultative et de l'inactivation du chromosome X en réponse aux cassures de l'ADN. L'ensemble de ces travaux devrait apporter un éclairage nouveau sur l'interaction entre la réparation des cassures de l'ADN et l'hétérochromatine facultative permettant d’élucider leur impact sur les transitions physio-pathologiques des états cellulaires.

Lors de la première division en méiose, les chromosomes homologues doivent s’apparier et rester connectés jusqu’à leur ségrégation. La recombinaison homologue (RH) est cruciale dans ce processus, commençant par la formation programmée de cassures double brin (CDB) dans l’ADN. Ces cassures sont réparées en utilisant le chromosome homologue comme modèle, générant des « crossing over » qui garantissent une ségrégation correcte des chromosomes. L’histone méthyltransférase PRDM9 joue un rôle essentiel dans ce processus en spécifiant les sites de CDB (points chauds) et en recrutant les protéines nécessaires à la formation de ces cassures. Chez les souris dépourvues de PRDM9, les CDB se produisent à des sites alternatifs comme les promoteurs, mais elles sont mal réparées, empêchant ainsi l’appariement correct des homologues, ce qui entraîne la stérilité. Néanmoins, les organismes dépourvus de PRDM9, tels que la levure et les chiens, ne rencontrent pas ces problèmes. Cela soulève la question de savoir pourquoi PRDM9 est indispensable à la réussite de la RH chez certaines espèces, mais pas chez d'autres. L'objectif principal du projet Shape-n-Break est de décrypter les voies moléculaires activées par PRDM9 qui assurent la coordination entre la formation des CDBs et la RH, en se concentrant à la fois sur le chromosome cassé (en cis) et sur son homologue intact (en trans). En raison des limites technologiques, de telles études étaient jusqu'alors impossibles, faisant de ce projet une initiative opportune qui améliorera notre compréhension de la méiose et de ses perturbations potentielles pouvant entraîner des défauts de reproduction. Pour atteindre l'objectif principal du projet Shape-n-Break, nous nous concentrerons sur trois axes distincts : 1. Nous identifierons les mécanismes qui guident la machinerie de formation des CDBs vers les sites de cassure. En particulier, nous déterminerons les facteurs moléculaires permettant le recrutement du complexe RMI (qui fait partie de cette machinerie) aux sites de cassure en présence et en absence de PRDM9. 2. Nous déterminerons le lien spatio-temporel entre la machinerie de formation des CDBs et l’organisation chromosomique aux sites de cassure. Nous fournirons des mesures cinétiques de la dynamique d’assemblage des protéines RMI aux sites de cassure en présence ou en absence de PRDM9 et nous décrirons la structure 3D de la chromatine à ces sites, avec une résolution ultra-haute et des informations sur la variation cellule à cellule. 3. Nous explorerons les rôles potentiels de PRDM9 sur le chromosome homologue intact. Nous déterminerons si PRDM9 se lie aux deux homologues au niveau de la cellule unique, modifiant ainsi potentiellement la l’homologue intacte, et nous examinerons si PRDM9 peut favoriser les contacts entre homologues avant même la formation des CDBs. Pour répondre à ces objectifs, deux équipes d’expertes ont uni leurs compétences pour intégrer des approches de pointe en protéomique, cytologie, génomique in vivo à haute résolution, y compris avec une précision monocellulaire, imagerie haute résolution basée sur le suivi de sites uniques, et analyses génétiques sur divers fonds génétiques de souris. Grâce à ces approches, nous réaliserons une analyse sans précédent de l'assemblage des protéines de CDBs, de la formation des cassures et de l’interaction des homologues aux sites de cassures in vivo. Une meilleure compréhension de ces processus essentiels dépasse l’élucidation de la méiose, en apportant des connaissances sur l’organisation des chromosomes et les interactions entre homologues lors de la recombinaison, contribuant ainsi à l’identification des causes sous-jacentes de l’infertilité, des problèmes de reproduction et de l’instabilité du génome.

La migration cellulaire collective est impliquée dans la morphogenèse, la régénération tissulaire et le cancer. Les cellules qui migrent collectivement doivent se coordonner par la propagation directionnelle de signaux. Dans la migration collective épithéliale, le cytosquelette d'actomyosine transmet des informations mécaniques aux jonctions adhérentes (AJ) cellule-cellule et aux adhérences focales (FA) cellule-matrice. Nos récentes études ont révélé comment les adhérences mécanosensibles codent les informations mécaniques transmises par l'actomyosine pour former des complexes stables entre l'a-caténine, la vinculine et le VASP dans les jonctions adhérentes, et entre la taline et la vinculine dans les adhérences focales, qui polymérisent l'actine pour alimenter le cytosquelette d'actomyosine. Nous émettons l'hypothèse que la coordination des activités mécanosensibles et de polymérisation de l'actine des adhérences focales et des jonctions adhérentes contrôle la propagation des signaux mécanochimiques pour coordonner les cellules pendant leur migration collective. Les objectifs généraux de ce projet sont de déterminer 1) les mécanismes moléculaires par lesquels les activités des mécanosenseurs des FA et des AJ se coordonnent pendant la migration collective, 2) le rôle des mécanosenseurs des FA et des AJ dans la propagation des signaux à travers une monocouche de cellules, et 3) l'importance de ces mécanismes pour les paramètres de la migration collective tels que la vitesse, la collectivité, la directionnalité et la persistance. Pour ce faire, notre équipe développera une stratégie interdisciplinaire combinant la biochimie, la biophysique et la biologie cellulaire. Dans un premier temps, nous développerons un système minimal constitué de protéines purifiées micropatternées, dont les mécanosenseurs des FA et des AJ, dont l'organisation spatiale mime l'architecture 2D de la face basale d'un feuillet de cellules en migration. Ici, la protéine mécanosensible a-caténine sera immobilisée sur les bords d'hexagones micropatternés formant une structure en nid d'abeille, imitant sa distribution dans les AJ, tandis que la protéine mécanosensible taline sera immobilisée à l'intérieur des hexagones, imitant sa localisation sur la face basale des cellules. La liaison de l'actine fluorescente, de la vinculine et de VASP aux zones de taline et d'a-caténine sera stimulée par la force de l'actomyosine et observée en microscopie TIRF. Le développement de capteurs FRET innovants permettra de mesurer la force de l'actomyosine appliquée aux zones de taline et d'a-caténine. Enfin, nous déterminerons les mécanismes régissant la propagation spatio-temporelle, dépendante de l'actomyosine, de la liaison de la vinculine aux zones de taline et d'a-caténine, ainsi que la force de traction qui l'accompagne, à la suite de la stimulation locale de l'actomyosine par des outils optogénétiques. Les informations obtenues à partir de ce test in vitro, telles que les concepts généraux associés à la coordination spatio-temporelle des activités des mécanosenseurs FA/AJ et les outils moléculaires correspondants, tels que les mutants présentant des défauts dans les activités mécanosensibles et de polymérisation de l'actine, seront transposées aux cellules MDCK II en migration collective. Ces mutants seront exprimés dans les cellules MDCK II afin de déterminer leur rôle dans 1) la coordination des AJ et des FA pendant la migration collective, 2) la propagation des ondes mécanochimiques intrinsèques et induites par optogénétique, et 4) les paramètres clés de la migration collective (vitesse, persistance, directionnalité et collectivité).

Le cholestérol (CHOL) est un lipide essentiel à la structure et aux fonctions cellulaires, notamment pour le maintien de l'intégrité et de la fluidité des membranes. Cependant, un excès de CHOL est nocif et contribue à des maladies métaboliques et liées au vieillissement, y compris la maladie d'Alzheimer (MA). Pour maintenir l’homéostasie du CHOL, les cellules régulent strictement sa synthèse, son absorption, son transport et son stockage. Si le foie et le cerveau sont des organes clés de la production de CHOL, la régulation cellulaire de son homéostasie, en particulier dans le cerveau, reste mal comprise. Les sites de contact inter-organites (CS) sont de plus en plus reconnus comme des voies essentielles pour le transport des lipides, servant de plateformes aux protéines de transport du CHOL et aux enzymes métaboliques. Toutefois, la manière dont le CHOL circule à travers ces sites et s’intègre au métabolisme cellulaire reste mal comprise. La dérégulation du CHOL est un facteur clé de la MA, influençant le traitement de la protéine précurseur amyloïde, la formation des plaques Aß et la pathologie de la protéine tau. L’allèle ApoE4, principal facteur de risque génétique de des formes sporadiques de MA, perturbe le transport et l’élimination du CHOL, entraînant son accumulation et la formation de gouttelettes lipidiques (LD) dans les cellules cérébrales. En dehors du cerveau, le dysfonctionnement hépatique associé à ApoE4 pourrait aggraver le stress métabolique et l’inflammation, accélérant ainsi la neurodégénérescence. Des études récentes mettent en avant le rôle des membranes mitochondrie-Réticulum endoplasmique (RE) associées (MAM) comme sites clés du transport et du métabolisme des lipides. Nos travaux ont identifié les MAM comme des sites critiques de la biogenèse des LD, formant un site de contact tripartite MAM-LD CS, établissant ainsi un lien direct entre le transport et le stockage des lipides. La perturbation de ces sites pourrait favoriser l’accumulation du CHOL, la formation de LD et la dysfonction mitochondriale, contribuant ainsi à la progression de la MA. Nous formulons l’hypothèse que les MAM-LD CS agissent comme des centres métaboliques régulant la synthèse, le transport, le stockage et l’efflux du CHOL. Nous suggérons qu’ils coopèrent avec les CS entre le RE et la membrane plasmique pour maintenir l’homéostasie cellulaire du CHOL grâce à l’action coordonnée de protéines de transport des lipides et d’enzymes métaboliques spécifiques. De plus, la dérégulation du CHOL induite par ApoE4 dans les cellules hépatiques et cérébrales pourrait impliquer une altération des MAM-LD CS, entraînant une accumulation de CHOL et la formation anormale de LD, contribuant ainsi aux premiers stades de la pathologie Alzheimer. En utilisant des hépatocytes, des astrocytes et des neurones dérivés de cellules souches humaines induites à la pluripotence (hiPSC), y compris des modèles de MA liés à ApoE4, notre projet vise à caractériser le transport et le stockage du CHOL aux CS MAM-LD et RE-membrane plasmique. Nous identifierons les composants moléculaires clés impliqués dans la détection et le transport du CHOL et explorerons comment sa dérégulation aux MAM-LD CS contribue à la pathologie dans les hépatocytes et les astrocytes exprimant ApoE4, afin d’évaluer son impact sur la fonction neuronale. Grâce à une combinaison d’imagerie haute résolution, de suivi des lipides, d’analyses biochimiques, d’édition génétique par CRISPR et de modèles basés sur des hiPSCs, notre étude fera progresser la compréhension du métabolisme du CHOL aux CS. Ces connaissances pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant les troubles métaboliques liés au CHOL, telle que la maladie d'Alzheimer.

Contexte L'obésité est un facteur de risque majeur des maladies cardiométaboliques, impliquant un dysfonctionnement des adipocytes. Chez les individus obèses, le tissu adipeux (TA) présente des altérations du stockage et de la libération des lipides, entraînant une rigidité métabolique et un dépôt ectopique des lipides. Ces perturbations contribuent à la maladie stéatosique hépatique associée à un dysfonctionnement métabolique (MASLD). Comprendre la gestion lipidique dans les adipocytes et les hépatocytes est donc essentiel. Les gouttelettes lipidiques (GL) sont des organites de stockage clés, interagissant avec d’autres compartiments cellulaires via les sites de contact membranaires (MCS) pour réguler l’homéostasie lipidique. Les contacts GL/réticulum endoplasmique (RE) facilitent le stockage lipidique, tandis que les contacts RE/mitochondries (MAMs) jouent un rôle central dans la signalisation hormonale et nutritionnelle. Les contacts mitochondries/GL sont de plus en plus reconnus pour leur implication dans le métabolisme lipidique. Hypothèse Malgré un intérêt croissant pour les MCS, leur rôle dans la gestion lipidique du foie et du TA, en conditions physiologiques et en contexte d’obésité, reste mal compris. Notre hypothèse est que l'organisation structurelle du RE des GL et des mitochondries est régulée par le statut nutritionnel et contrôle l’homéostasie lipidique. Nous proposons que les altérations des MCS dues à l'obésité contribuent à la dysfonction du TA et à la MASLD. Pour explorer ces mécanismes, nous modulerons les MCS dans le TA et le foie de souris obèses afin d’évaluer leur potentiel thérapeutique dans les troubles métaboliques. Objectifs 1. Décrire le rôle des MCS dans la flexibilité métabolique. 2. Etudier les MCS dans le contexte de l’obésité. 3. Déterminer l’impact de la modulation des MCS sur la santé métabolique. Défis majeurs Pour atteindre ces objectifs, nous avons développé : • Des méthodes de quantification et d’analyse des MCS (imagerie, isolement). • Des approches pour caractériser les propriétés les organites dans différentes conditions. • Test pour étudier la fonction des MCS dans la gestion des lipides • Des outils pour moduler les MCS. • Des modèles murins d’obésité pour analyser les conséquences de la manipulation des MCS. Données préliminaires Nos résultats montrent que l’organisation RE/GL/mitochondries est régulée par le statut nutritionnel dans les adipocytes. Dans le TA de souris obèses, ces contacts sont fortement altérés. Dans le foie stéatosique, les contacts mitochondries/GL sont positivement corrélés avec la charge lipidique. Dans les adipocytes 3T3-L1, la suppression de PTPIP51—une protéine impliquée dans les contacts mitochondries/RE/GL—perturbe l’organisation RE/GL/mitochondries et altère le stockage lipidique, la lipolyse et la sensibilité à l’insuline. Chez la souris, la suppression spécifique de PTPIP51 dans les adipocytes désorganise également les sites de contacts. Consortium Notre consortium multidisciplinaire regroupe quatre équipes complémentaires : • P1 : Physiologiste spécialisé dans les dysfonctions du TA • P2 : Expert des MAMs et de leur rôle dans la MASLD, spécialiste de la flexibilité métabolique. • P3 : Biologiste cellulaire spécialiste des GL, ayant développé des approches innovantes pour étudier les MCS. • P4 : Biophysicien expert des relations structure-fonction des lipides et des propriétés biophysiques des MCS, disposant d’outils uniques pour leur analyse. Originalité et importance Nos données préliminaires révèlent des altérations majeures des MCS dans le contexte de l’obésité. Le projet MICADO vise à déterminer si ces modifications des MCS contribuent aux complications métaboliques de l’obésité. En intégrant des techniques de pointes, imagerie super-résolution, caractérisation des organites, analyse des flux métaboliques, notre étude établira les liens mécanistiques entre les altérations des MCS et les conséquences métaboliques.

Basé sur une longue collaboration franco-allemande, le projet AcetylPlast vise à élucider les rôles de l'acétylation N-terminale (NTA) et en lysine (KAT) des plastes. Le consortium a identifié une famille d'enzymes GNAT (Gcn5-related N-acetyltransferase) des plastes avec double activité NTA et KAT. GNAT2 agit comme régulateur de photosynthèse: la réponse aux changements de lumière du Lys-acétylome, mais pas celle du NTA, permet aux plantes de s'adapter aux fluctuations environnementales. Malgré cela, la nécessité d'un système de modification N-terminale compartimenté chez les plantes est ignorée. Nos données suggèrent que certaines GNAT se situent dans les biocondensats des plastes, y créent des points chauds de modification des protéines, et contribuent à la biogenèse et la dégradation des plastes lors de la sénescence. AcetylPlast étudiera comment la double activité des GNAT régule le développement et la photosynthèse des plastes. Une attention sera portée sur l'impact de l'acétylation de cibles clés comme la RuBisCO ou le facteur de tolérance au froid CP29A. Nous examinerons le rôle de l'acétylation des protéines dans les réponses environnementales et les processus de séparation de phase, en étudiant comment l'acétylation constitue un processus compartimenté. Les trois principaux objectifs du projet sont de : 1) caractériser les GNAT des plastes dans la biogenèse et la sénescence des plastes, 2) élucider les modifications N-terminales dans la maturation de RuBisCO et la fixation du CO2, et 3) explorer les rôles de GNAT et HDAC dans la formation et la dynamique du biocondensat des plastes lors de l'acclimatation des plantes. Des analyses de séparation de phase in vitro et in vivo avec microscopie à super-résolution et protéomique avancée seront utilisées. Le projet AcetylPlast améliorera la compréhension des mécanismes d'acclimatation des plantes et contribuera à l'amélioration de la productivité des plantes et de l'efficacité de la fixation du CO2.

La diversité du monde bactérien commence à être bien appréhendée, grâce aux efforts conjoints de scientifiques issus des disciplines de l'écologie, de la métagénomique et de l'informatique. Le champ connexe de l'étude des bactériophages (c'est-à-dire des virus infectant les bactéries, également appelés phages) est néanmoins en retard par rapport à ce mouvement d'ensemble, car ces communautés sont encore plus diversifiées, et la dynamique de leurs communautés est plus complexe. L'analyse des phages nécessite des outils spécialisés en raison de leurs génomes plus petits et compacts, de leurs origines anciennes, de leur évolution rapide et de leurs pressions de sélection distinctes, de sorte que les signaux d’homologie sont très faibles, et les outils existants sont souvent insuffisants pour les détecter. Comme ces phages peuvent avoir un impact considérable sur les communautés bactériennes, il est crucial de classer cette vaste diversité afin de prédire les interactions bactériennes et les rôles écologiques de ces phages. Ce projet s'attaque à un obstacle majeur de l'écologie moderne des phages : la classification taxonomique de haut niveau (famille ou ordre). Alors que les méthodes basées sur l'alignement suffisent pour identifier les genres et les sous-familles de phages, elles échouent au niveau de la famille, avec seulement 52 familles décrites à ce jour. Nous proposons que la décomposition des génomes de phages en modules génétiques coévolutifs (PGM) soit la clé d'un système de classification efficace. En testant et combinant divers niveaux de comparaison pour l'analyse phylogénétique (conservation des séquences en acides aminés, conservation structurale des protéines et conservation des orthologues positionnels), nous fournirons une solution innovante capable de d’accéder aux branches profondes de la phylogénie des phages. Nous utiliserons aussi les PGM pour améliorer l'annotation fonctionnelle des gènes, à partir des prédictions d’interactions basées sur la structure. En identifiant et en rendant accessibles nos analyses sur les modules de phages, et en développant des approches de classification innovantes, nous visons à faire progresser la recherche sur les phages, à améliorer la taxonomie et à comprendre leur impact écologique.