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Notre équipe étudie depuis de nombreuses années les dérégulations de la biogénèse des ribosomes qui sont associées à des états pathologiques, et notamment au développement tumoral et à la chimiorésistance. La biogenèse des ribosomes est un processus fondamental de la vie cellulaire puisqu'il permet la fabrication des ribosomes, les complexes ribonucléoprotéiques qui assurent la synthèse protéique. Ces dernières années ont vu émerger les notions que tous les ribosomes d'une cellule ne sont pas nécessairement identiques et que la qualité d'un ribosome (structure, composition, modifications chimiques) peut influencer ses fonctions de traduction et de contrôle qualité de cette dernière.

 

Structure 3D d'un ribosome de S. Cerevisiae à 3,0 Å.

Grande sous-unité : ARNr en bleu, protéines en noir. Petite sous-unité : ARNr en orange, protéines en gris. .

© Gabriel Therizols. Reconstruction dans Pymol. Coordonnées selon Ben-Shem et al. Science 2011.


 

Biogénèse des ribosomes et cancer. Il est connu depuis plusieurs décennies que les cellules cancéreuses présentent une biogénèse des ribosomes sur-activée, qui est essentielle à l'hyper-prolifération des cellules cancéreuses. Ainsi, la morphologie des nucléoles (les domaines nucléaires où sont assemblés les ribosomes) est profondément modifiée au cours de l’oncogenèse et compte parmi les critères anatomopathologiques les plus distinctifs des cellules cancéreuses. Des études de génétiques effectuées dans divers organismes ont permis de proposer qu'une altération de la biogénèse des ribosomes et en conséquence, de la composition des ribosomes, pourraient fournir un avantage de survie aux cellules, et ainsi être des éléments participant à l'apparition du phénotype tumoral. Notre équipe a ainsi démontré que la production des ribosomes est singulièrement altérée au niveau qualitatif dans les cancers humains, et en particulier que les profils de méthylation des ARN ribosomiques sont modifiés (Belin. et al., (2009); Marcel, V., et al. Cancer Cell (2013)). 

 

 

Modification du nombre et de la morphologie des nucléoles au cours de la progression tumorale.

Marquage de la nucléoline par IF dans des cellules épithéliales mammaires saines ou transformées.

 

Nos projets. Nous développons des projets de recherche fondamentale et de recherche translationnelle dont les objectifs sont de décrire les altérations des voies de biogénèse des ribosomes et de leur composition dans les cellules cancéreuses, d'identifier les conséquences de ces modifications sur la traduction des ARNm (régulation de l’initiation de la traduction, fidélité de traduction) et sur le phénotype tumoral des cellules. Ces projets visent également à identifier des cibles thérapeutiques potentielles dans la voie de biogenèse des ribosomes, que nous valorisons dans le cadre de partenariats industriels.

 

Analyse protéique de ribosomes purifiés par électrophorèse bi-dimensionnelle.

1ère dimension : séparation selon le point isoélectrique. 2nde dimension : séparation selon la taille.

Cette approche, très reproductible, permet de superposer ces "cartes" afin de comparer deux conditions différentes.

 

Nos méthodologies. Nous avons développé un ensemble de technologies complémentaires permettant de caractériser au niveau moléculaire et cellulaire les différentes étapes de la biogénèse des ribosomes. L'étude des ribosomes et de leur biogénèse s'effectue par des approches conventionnelles de biologie cellulaire et biochimie (microscopie, systèmes rapporteurs, protéines étiquetées…), et des méthodes d’analyses protéomiques dédiées pour analyser la composition protéique des ribosomes et des nucléoles purifiés. Nous analysons également la méthylation des ARNr par une méthode de RT-PCR et les ARNm en cours de traduction par purification des polyribosomes. Nous utilisons des modèles humains de cancer du sein et du colon, dans des contextes de progression tumorale, et de résistance aux chimiothérapies, ainsi que des biopsies de patients issues de centres de ressource biologique, dont ceux du Centre Léon Bérard et des Hospices Civils de Lyon.

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