Repenser la traduction : dynamiques en temps réel de molécules uniques de protéines liant l’ARN dans les cellules vivantes – smRBPdyn

Les molécules d’ARN régulent des processus cellulaires essentiels, y compris l’expression génique, par le biais d’interactions complexes avec des protéines. Les protéines liant l’ARN (RNA-binding proteins, RBPs) jouent un rôle clé dans cette régulation, et des perturbations de leur dynamique sont impliquées dans des maladies telles que le cancer et les troubles neurodégénératifs. Cependant, l’étude des interactions ARN-protéine au niveau de la molécule unique dans des cellules vivantes reste un défi majeur en raison des concentrations intracellulaires élevées de RBPs. Par conséquent, la plupart des recherches sur ces interactions in vivo reposent sur des mesures en ensemble, qui masquent la nature dynamique et hétérogène des interactions individuelles, limitant ainsi notre compréhension des mécanismes sous-jacents.

Ici, je propose de surmonter ces défis en développant et en appliquant des techniques d’imagerie à molécule unique de pointe utilisant des guides d’ondes à mode zéro (Zero-Mode Waveguides, ZMWs) pour visualiser en temps réel la dynamique ARN-protéine dans des cellules vivantes. Cette approche répond aux limites de la microscopie de fluorescence conventionnelle, en permettant la détection d’interactions à molécule unique à des concentrations physiologiques (micromolaires) — une avancée majeure dans la biologie de l’ARN in vivo.

J’utiliserai cette approche innovante pour disséquer, avec une précision sans précédent, des processus fondamentaux tels que la dynamique de la traduction des ARNm et le contrôle qualité associé aux ribosomes. En examinant la dynamique de liaison en temps réel de facteurs clés de RBP, j’explorerai comment les interactions ARN-protéine régulent la traduction et coordonnent les mécanismes de contrôle qualité. Ces investigations fourniront des informations cruciales sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la synthèse des protéines.

Le projet proposé, smRBPdyn, fera progresser de manière significative notre compréhension des interactions ARN-protéine dans les cellules vivantes, en offrant un cadre transformateur pour l’étude de la régulation de l’expression génique au niveau moléculaire. De plus, smRBPdyn ouvrira la voie à l’exploration des dysfonctionnements ARN-protéine dans les maladies, et contribuera à façonner l’avenir des thérapies ciblant l’ARN.