Evolution dirigée de modulateurs moléculaires d’interactions impliquant les domaines PDZ – AFFLIGEM
Outils de précision pour les interactions synaptiques
Décrypter l’organisation moléculaire des synapses en développant des outils innovants pour étudier et moduler les interactions protéine-protéine médiées par les domaines PDZ.
Les interactions protéine-protéine (PPI) médiées par les domaines PDZ sont essentielles pour la signalisation cellulaire et l’organisation dynamique des synapses excitatrices chez les mammifères. Ces interactions forment des réseaux complexes qui régulent la plasticité synaptique, un processus fondamental sous-jacent à l’apprentissage et à la mémoire. Cependant, leur étude dans un environnement cellulaire reste un défi majeur en raison du manque d’outils capables de moduler sélectivement des PPI individuelles sans perturber l’ensemble du réseau. Le projet AFFLIGEM vise à relever ce défi en développant des outils biomoléculaires innovants ciblant les partenaires de liaison des domaines PDZ plutôt que les domaines eux-mêmes. Cette approche permet une investigation précise du rôle des PPI spécifiques dans la fonction synaptique. En se concentrant sur les partenaires, le projet cherche à surmonter les limites des méthodes actuelles, qui manquent souvent de spécificité et de contrôle temporel.
Le projet AFFLIGEM utilise une approche multidisciplinaire pour développer des outils de modulation des PPI médiées par les domaines PDZ. Les méthodologies incluent des techniques d’évolution dirigée, comme l’affichage phagique, pour générer des liants à haute affinité pour des motifs de liaison spécifiques aux PDZ (PBM). Des méthodes de biologie structurale, telles que la spectroscopie RMN et la cristallographie, sont utilisées pour caractériser les liants et comprendre leurs mécanismes d’action. Des techniques d’imagerie cellulaire, comme le FRET/FLIM et la microscopie à super-résolution, valident la fonctionnalité des outils dans des cellules vivantes et des neurones. En outre, le projet explore des approches optogénétiques pour introduire un contrôle spatiotemporel de l’activité des outils développés.
Le projet AFFLIGEM a réussi à développer de nouvelles bibliothèques d’outils moléculaires conçus pour cibler et moduler les interactions médiées par les domaines PDZ. Ces outils ont démontré une forte affinité et spécificité pour leurs cibles, permettant une modulation sélective des PPI dans des environnements cellulaires. Le projet a également acquis des informations précieuses sur les aspects structuraux et fonctionnels des interactions médiées par les PDZ, ouvrant la voie à leur application dans l’étude de la plasticité synaptique et des processus associés.
Le projet AFFLIGEM ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude et la modulation des PPI médiées par les domaines PDZ. Les outils développés fournissent une base pour de nouvelles recherches sur le rôle de ces interactions dans la fonction et la plasticité synaptiques. Les orientations futures incluent l’exploitation de ces outils dans des modèles de maladies où des perturbations des interactions médiées par les PDZ sont impliquées. Le projet vise également à affiner et étendre la boîte à outils pour des applications plus larges en neurosciences et domaines connexes.
Les interactions impliquant les domaines PDZ constituent un module d’interaction essentiel pour la signalisation cellulaire. En particulier, ces interactions jouent un rôle critique dans l'organisation dynamique des synapses excitatrices glutamatergiques chez les mammifères. En raison de la complexité du réseau formé par ces interactions, l’entreprise de leur étude dans un environnement cellulaire constitue toujours un défi majeur. Nous voulons ici développer des outils biomoléculaires innovants pour nous permettre de dépasser les limites techniques actuelles en inhibant les partenaires des domaines PDZ plutôt que les domaines eux-mêmes. Ces outils seront appliqués à la meilleure compréhension du rôle de ces interactions pour des protéines synaptiques clés. Nous utiliserons une approche multidisciplinaire en combinant les expertises des trois partenaires en évolution dirigée et ingénierie des protéines, en biologie structurale et en imagerie cellulaire
Coordination du projet
Matthieu Sainlos (INSTITUT INTERDISCIPLINAIRE DE NEUROSCIENCES)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
IINS INSTITUT INTERDISCIPLINAIRE DE NEUROSCIENCES
ARNA (Inserm UMR1212) Acides nucléiques : Régulations Naturelles et Artificielles
BIC Bordeaux Imaging Center
Aide de l'ANR 587 373 euros
Début et durée du projet scientifique :
septembre 2021
- 42 Mois
