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LBBC

Plasticité des fonctions et interactions cellulaires

Publié le 6 avril 2017

Responsables

Franck CHAUVAT
01 69 08 78 11
franck.chauvat@cea.fr

Corinne CASSIER-CHAUVAT
01 69 08 35 74
corinne.cassier-chauvat@cea.fr

Moyens humains

Sandrine FARCI, technicienne supérieure
Théo VEAUDOR, doctorant

Thèmes de recherche

Par les approches de "Biologie Intégrative", nous analysons les mécanismes moléculaires responsables de la coordination des grands processus cellulaires, la croissance (métabolisme) et la division, ainsi que leurs reprogrammations en réponse aux stress, chez la cyanobactérie modèle Synechocystis. Synechocystis est bien adaptée à ces travaux car elle possède un petit génome séquencé (3,6 Mb; 3200 gènes dont 10% à 20% sont bien conservés chez la plante et l'Homme) et facilement manipulable avec les outils génétiques que nous avons développés.

En outre, les cyanobactéries (phytoplancton) sont très importantes pour la biosphère car elles produisent une grande partie de la biomasse pour la chaîne alimentaire (elles en constituent ainsi la première barrière biologique à l'entrée des toxiques) et du renouvellement de l'atmosphère (production d'O2 et consommation de CO2). Elles sont également capables de produire de l'hydrogène.

 

Réseaux de coordination de l'homéostasie du fer et du soufre: rôle dans le métabolisme et la tolérance au stress oxydant

Tous les organismes possèdent un grand nombre des protéines qui utilisent, en plus des acides aminés soufrés classiques (méthionine et cystéine), un atome de fer (ex: les glyoxalases) ou un centre fer-soufre comme cofacteur (ex: ferrédoxines, glutarédoxines, etc). Ces métalloprotéines, souvent bien conservées dans l'évolution, interviennent, notamment, dans le métabolisme basal (production d'énergie; assimilation du carbone et du soufre, etc) ou la tolérance au stress oxydant, d'origine externe ou interne. Par exemple, le methylglyoxal (MG), un sous produit oxydant de la glycolyse et du métabolisme des acides aminés, est détoxifié par les glyoxalases qui utilisent du fer ainsi que du glutathion (qui contient de la cystéine et donc du S) pour leur activité. On comprend donc bien l'importance de la coordination de l'homéostasie du Fe et du S, avec le métabolisme et la tolérance au stress oxydant. Nous caractérisons les réseaux de régulation impliqués dans ces processus de coordination (protéines de signalisation, facteur de transcription et promoteurs cibles) en utilisant, notamment, les techniques d'analyses des interactions protéine-protéine et protéine-ADN.

Reprogrammations métaboliques en réponse au stress métallique et oxydant

Nous analysons l'influence des métaux "biologiques" (Fe, etc) ou "lourds" (cadmium,  uranium, etc) et du stress oxydant, déclenché notamment par l'élimination d'enzymes (ex: glutarédoxines, glyoxalases, ferrédoxines) ou de métabolites (glutathion, le donneur d'électron des glutarédoxines) anti-oxydants, sur le métabolisme (C, N, Fe et S) et la production d'énergie (respiration et photosynthèse), qui sont coordonnés.

Coordination du métabolisme avec la division cellulaire

Toute cellule vivante alterne ses phases de croissance (grossissement) et de division, qui est généralement stoppée en réponse aux stress. Nous étudions les mécanismes moléculaires permettant de coordonner le métabolisme et la cytokinèse, en analysant les interactions entre les protéines clés du métabolisme et de la cytokinèse, ainsi que des mutants métaboliques qui possédent une morphologie ou une cytokinèse aberrante.