Compartimentalisation artificielles de gouttelettes lipidiques au sein de cellules pour contrôler leur dynamique et révéler leur composition biochimique – ControLD

Les gouttelettes lipidiques (LDs) sont des organites cellulaires inhabituels qui se trouvent au carrefour du métabolisme lipidique cellulaire. Outre le stockage du carbone et de l'énergie, elles jouent un rôle majeur dans divers processus tels que le métabolisme des lipides, le stockage et la dégradation des protéines, ainsi que la résistance aux stress biotiques et abiotiques. Chez l’homme, elles sont impliquées dans diverses maladies métaboliques tandis que la production de LDs chez les plantes et les applications biotechnologiques qui en découlent suscitent un intérêt croissant. Comprendre la biologie des LDs apparaît donc crucial tant pour la santé humaine que pour les biotechnologies vertes. En particulier, la façon dont la biogenèse et les fonctions des LDs sont contrôlées spatio-temporellement pour coordonner la réponse aux besoins métaboliques, au stress et au destin cellulaire, reste encore mal comprise. En outre, les méthodes permettant de sonder et de disséquer la dynamique et les fonctions des LD dans les cellules restent peu développées. Par conséquent, l'élaboration de nouvelles méthodologies pour sonder et perturber les LDs dans les cellules est essentielle. Ici, nous avons construit un consortium interdisciplinaire unique avec une expertise synergique en biochimie, ingénierie des protéines, biophysique et biologie cellulaire visant à fournir un nouvel outil pour manipuler les LDs dans les cellules. Nous proposons de développer et d'utiliser un nouvel outil permettant de perturber et de sonder la dynamique des LDs dans les cellules vivantes. Notre stratégie est de créer des condensats artificiels associés à des protéines de LDs. Nous utiliserons comme condensats des polymères de protéines formant un maillage qui s’étendra spécifiquement autour des LDs. Cette méthode sera utilisée pour étudier la biologie des LDs et pour générer une nouvelle plateforme permettant d’identifier la composition des LDs.
Les objectifs du projet ControLD sont donc de :
1) Développer une méthode permettant d’induire la formation de condensats artificiels programmés pour réorganiser spatialement et séquestrer les LDs.
2) Quantifier l’impact de cette séquestration sur la dynamique des LDs dans les cellules humaines et utiliser les condensats ciblant les LDs pour faciliter l’extraction et la caractérisation des sous-populations de LDs.
3) Etudier les perturbations de la dynamique des LDs dans la microalgue modèle Phaeodactylum tricornutum (Pt) et leurs conséquences sur la physiologie des microalgues en conditions normales et en conditions de stress.
En résumé, le projet mettra à disposition de la communauté scientifique de nouveaux outils pour l’étude des LD dans différents systèmes biologiques. De plus, il génèrera de nouvelles connaissances dans les cellules humaines et les microalgues concernant la dynamique des LDs in vivo, la composition des sous-populations de LDs ainsi que les fonctions biologiques des LDs dans différentes conditions.