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« On » et « Off », un interrupteur fluorescent pour le marquage des protéines

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« On » et « Off », un interrupteur fluorescent pour le marquage des protéines

Arnaud Gautier, fluorescence, marquage, protéines, ERC FLUOSWITCH

Pour comprendre la dynamique des systèmes biologiques, il faut pouvoir observer in vivo l’organisation et les interactions entre les constituants internes. Mais jusqu’où peut-on repousser les limites de l’imagerie ? Arnaud Gautier est maître de conférences ENS et chercheur au laboratoire P.A.S.T.E.U.R. (UPMC/ENS/CNRS). Au sein du pôle de chimie biophysique, il a développé un nouveau marqueur qui, à la différence de la protéine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein, GFP), fluoresce grâce à un chromophore synthétique ajouté au milieu et « actionnable » à volonté.

D. R.

 

La protéine fluorescente verte* (Green Fluorescent Protein, GFP) découverte au début des années 1960 a révolutionné l’observation des processus biologiques et biochimiques à l’intérieur des cellules. En connectant cette protéine facilement traçable grâce à sa fluorescence à des protéines cibles d’intérêt, les chercheurs peuvent suivre leur comportement, leurs mouvements et leurs interactions avec le milieu cellulaire.

 

Le nouveau chromophore synthétisé en laboratoire a la particularité de n’être fluorescent qu’une fois encapsulé dans la protéine Y-FAST (Yellow Fluorescence-Activating and Absorption Shifting Tag, Y-FAST) conçue, elle-même, par ingénierie protéique. Incorporé au milieu, ce chromophore dit fluorogénique se fixe à Y-FAST de manière complètement réversible. L’utilisateur peut ainsi à sa guise, « allumer » ou « éteindre » tel un interrupteur, la fluorescence d’une protéine connectée à Y-FAST selon les nécessités de l’analyse, simplement par l’ajout ou le retrait du chromophore, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour l’imagerie biomoléculaire.

 

En combinant des concepts et méthodes issus de la chimie et de la biologie, le projet FLUOSWITCH porté par Arnaud Gautier propose de développer des nouvelles sondes hybrides semi-synthétiques permettant d’interroger les systèmes vivants de manière quantitative à de multiples échelles, moléculaire, cellulaire et systémique. Arnaud Gautier propose de générer des systèmes moléculaires permettant de repousser les limites de l’imagerie multiplexée pour observer un grand nombre de cibles, d’augmenter la résolution spatiotemporelle de l’imagerie cellulaire pour avoir une meilleure compréhension des processus biologiques. En outre, il souhaite développer des outils permettant d’imager les molécules endogènes dans leur environnement naturel et de cartographier l’activité de circuits cellulaires dans un organisme entier.

Pour en savoir plus :

Laboratoire P.A.S.T.E.U.R. (UPMC/ENS/CNRS)Nouvelle fenêtre

 

* Shimomura a découvert la GFP dans les années 1960. Martin Chalfie l’a utilisée comme marqueur fluorescent génétiquement encodable pour la première fois au début des années 1990. Roger Tsien a ensuite amélioré ses propriétés dans les années 90.

 

Arnaud Gautier a obtenu une bourse ERC Consolidator Grant pour son projet « Fluoswitch ». Il est également lauréat de la médaille de bronze du CNRS.



02/02/17