Nouveaux Tags Fluorogéniques Photoactivables pour des Applications en Interactomique et Bioimagerie – OXO-Tags

Les petites molécules fluorescentes sont des outils indispensables dans la plupart des secteurs de la recherche biologique et biomédicale. En plus d’une fluorescence forte, brillante et stable, les fluorophores organiques doivent posséder des propriétés additionnelles pour répondre à des demandes en de plus en plus fortes. Parmi celles-ci, la photoactivabilité, la capture covalente et la fluorogenèse (abréviées par PCCF) constituent des caractéristiques très précieuses en chimie biologique moderne pour des applications en interactomique ou bioimagerie. Bien que l'intégration de la triade PCCF dans des motifs moléculaires uniques ("étiquette") soit très recherchée, cette association de propriétés est extrêmement rare et difficile à généraliser conceptuellement. A ce jour, seuls les azidoprofluorophores (APF), photoactivés en aminofluorophores bioincorporés, possèdent des propriétés PCCF générales. Les APF montrent cependant des limitations importantes, telles que photoactivation irréversible (avec destruction de l'étiquette en absence d'interactome biologique) ou difficulté à conjuguer chimiquement avec les entités d'intérêt étudiées. Nous proposons une modification unique des grandes catégories de colorants fluorescents couramment utilisés en recherche sous une forme appelée "OXO-Tags", leur conférant la triade PCCF désirée. Nous montrons par un grand nombre de preuves de principe préliminaires, expérimentales et in silico, que ces nouveaux tags possèdent de fait une intégration de propriétés PCCF. Ces tags initialement non-fluorescents peuvent ainsi être photoactivées et fournir des photoadduits fluorescents bioincorporés covalemment, démontrés en fluorimétrie, SDS-PAGE et imagerie cellulaire. Les OXO-Tags peuvent être facilement conjugués à diverses entités d'intérêt (ex : petites molécules bioactives, protéines, ARN) par utilisation d’espaceurs auto-immolables, offrant un contrôle de la photoréactivité du tag et capables de libérer post-photoactivation les deux composants séparément d'une manière programmée ("catch and release"). Ces étiquettes constitueraient des rapporteurs précieux pour l’identification des cibles de médicaments et produits naturels, les études interactomiques macromoléculaires, ainsi que l’imagerie cellulaire. Les objectifs de ce projet ANR sont de synthétiser, valider fonctionnellement puis biologiquement une génération optimisée d'OXO-Tags dans des paradigmes interactomiques de référence, mettant en jeu des associations connues, de type petite molécule (médicament)-cible et macromolécule (protéine ou ARN)-partenaire. Dans un second temps, les OXO-tags seront utilisés pour explorer les cibles et interactomes d'autres entités d'intérêt dans ces deux catégories moléculaires.