Microscopie d’orientation et cryo-tomographie électronique pour étudier l’assemblage de nanodomaine membranaires dépendant de glycane – OMEGA-MEMDO

L'existence des nanodomaines membranaires est désormais reconnue, mais les principes structurels selon lesquels les protéines et les lipides sont fonctionnellement assemblés restent peu explorés.

À la surface des cellules, les glycanes constituent un lien pour le regroupement des glycolipides et des glycoprotéines en nanodomaines membranaires d'où émergent des puits tubulaires pour une endocytose indépendante de la clathrine. Les protéines oligomériques de liaison aux glycanes, appelées galectines, jouent le rôle de « colle » moléculaire. Nous émettons l'hypothèse que la glycoprotéine intégrine a5b1 nuclée un noyau d'oligomères de galectine-3 (Gal3) pour réguler l’endocytose.

Avec le programme OMEGA-MEMDO, nous étudierons la construction des nanodomaines membranaires de l'échelle cellulaire à l'échelle moléculaire. L’endocytose de mutants du site d'oligomérisation de Gal3 et des sites de glycosylation de l'intégrine a5b1 sera testée sur cellules vivantes. La microscopie d'orientation-localisation à molécule unique (SMOLM) sera mise en œuvre pour analyser l'orientation des lipides et des protéines à l'échelle nanométrique. Gal3 et intégrine a5b1 sauvages et mutées seront purifiées et analysées par cryo-tomographie électronique (cryo-ET) sur des systèmes membranaires modèles afin de visualiser les protéines individuelles et leur organisation spatiale. Des développements en traitement d’images et en intelligence artificielle seront menés pour extraire et corréler les informations cellulaires et moléculaires issues des images SMOLM et cryo-ET.

Notre réseau interdisciplinaire réunit des biologistes cellulaires et structurels, des chimistes, physiciens et biomathématiciens afin d'élucider les principes structurels selon lesquels les nanodomaines dépendants des glycanes régulent l’endocytose. Étant donné que la plupart des protéines portent des glycanes à la surface des cellules, ces nanodomaines ont le potentiel d'influencer toute fonction biologique qui en découle.