– GPCR dimers

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont impliqués dans de très nombreux processus de communication intercellulaire. Ils constituent sans aucun doute la plus grande famille génique chez les mammifères, ainsi que la cible de près de la moitié des médicaments. Malgré tout, nous ne connaissons toujours pas vraiment comment ces récepteurs activent leurs effecteurs intracellulaires. Pendant longtemps, il a été admis qu'un agoniste activait un RCPG qui à son tour activait une protéine G. Cependant, les données actuelles montrent que ces récepteurs peuvent former des dimères, voire des oligomères. L'intérêt fonctionnel de ce nouveau niveau de complexité dans les processus de transduction via les RCPGs reste encore inconnu. L'objectif de notre programme est de mieux comprendre l'intérêt biologique et physiologique de la dimérisation des RCPGs. En particulier, nous nous proposons de vérifier notre hypothèse qui consiste à dire que la dimérisation (homo- ou/et hétérodimérisation) permet aux RCPGs d'augmenter les possibilités de transduction, conduisant ainsi à des régulations beaucoup plus fines de la signalisation. Notre programme associe quatre équipes ayant des compétences différentes et complémentaires (analyse fonctionnelle de récepteurs purifiés, biologie cellulaire des RCPG, analyse protéomique des complexes protéiques associés, et méthodes biophysiques). Ceci nous permettra d'appliquer une large palette de méthodes à des systèmes modèle fortement originaux développés par les différents partenaires du programme, à savoir des récepteurs purifiés avec une conformation native stabilisée en milieu micellaire, des cellules surexprimant des dimères de composition parfaitement contrôlée et des tissus natifs. Nous comptons ainsi répondre à des questions fondamentales posées par la dimérisation des RCPG, et notamment : 1 Quelle est la stabilité des dimères à la surface de la cellule ? Nous étudierons ici la stabilité des dimères de RCPG à la surface cellulaire en associant des mesures de transfert de fluorescence (FRET) et de cross-correlation de fluorescence à des approches originales de biologie cellulaire permettant l'expression de dimères de composition parfaitement contrôlée et spécifiquement marqués par différents fluorophores. 2 Comment se font les changements de conformation dans un dimère de récepteur ? En utilisant des récepteurs dimériques purifiés et en maîtrisant la composition en sous-unités de ces dimères, nous analyserons d'abord les transitions conformationnelles de chacune des sous-unités dans le dimère puis les propriétés fonctionnelles d'un dimère où soit une seule soit les deux sous-unités sont actives. Ceci devrait nous permettre de savoir si des voies de signalisations différentes sont activées dans ces deux cas de figure. 3 Quelle est l'influence des protéines cytoplasmiques sur les processus d'activation des récepteurs dans les dimères ? Nous étudierons ainsi l'influence de protéines partenaires, déjà connues ou que nous identifierons par une approche protéomique, sur le fonctionnement du dimère de récepteur. 4 Les dimères de récepteur existent-ils dans les tissus natifs ? Nous utiliserons ici les connaissances accumulées au début de ce programme pour mettre en évidence l'existence des dimères de RCPG dans des tissus natifs, en utilisant des approches complémentaires fondées sur le transfert de fluorescence et l'analyse de leurs propriétés d'allostérie. L'ensemble de ces études devrait permettre de mieux comprendre le processus de signalisation via les RCPGs et, également, d'offrir de nouvelles perspectives pour la découverte de médicaments plus ciblés, plus spécifiques et ayant moins d'effets secondaires.