Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française

L’expression génétique et ses machines moléculaires : le voir pour le croire

Les plans de construction de chaque cellule et de chaque organisme sont stockés dans l’ADN sous forme de gènes. L’expression génétique consiste à lire les instructions contenues dans les gènes, à produire un ARN messager (c’est la transcription), puis à traduire le message pour synthétiser des protéines (c’est la traduction) qui assurent un grand nombre de fonctions essentielles dans les cellules.

Depuis sa création en 2014, l’équipe d’Albert Weixlbaumer étudie la régulation de la transcription et comment la transcription de l’ADN en ARN messager et la traduction des protéines sont couplés et coordonnées chez les bactéries, qui sont des cellules sans noyau. Cependant, ce processus se complique chez les cellules qui ont un noyau comme les cellules humaines, appelés eucaryotes, car il compte alors une étape de plus : après la transcription, l’ARN messager est édité par une machine moléculaire qui coupe certaines régions de ce messager avant qu’il ne soit traduit en protéine. Ce processus, appelé épissage, permet aux eucaryotes d’atteindre une grande diversité de protéines avec un nombre de gènes étonnamment faible. En revanche, si l’épissage est défectueux, il peut donner lieu à des maladies comme différentes formes de cancer ou des maladies du système nerveux. Vu que l'épissage est très souvent couplé à la transcription, comprendre en détail le fonctionnement de la machine moléculaire responsable du couplage entre la transcription et l’épissage aiderait à éviter ces conséquences néfastes.

Dans son laboratoire à Illkirch, Albert Weixlbaumer dispose de tous les outils pour étudier la transcription et la traduction chez les bactéries. Des techniques de microscopie électronique lui permettent d’observer en action les machines microscopiques qui interviennent dans chacune des étapes de l’expression génétique. Actuellement, son équipe souhaite observer attentivement comment la machine moléculaire responsable de l’épissage dans des cellules humaines est couplée et coordonnée avec la machine responsable de la transcription. La dotation du Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française lui permettra d’acquérir des équipements de culture cellulaire, de purification des protéines et de stockage des données nécessaires à cette étude.  

Membres de l'équipe (actuels et passés) : 

Mo'men Abdelkareem - doctorant
Claire Batisse - ingénieure de recherche
Clément Charenton – chargé de recherche CNRS
Sanjay Dey – chercheur post-doctorant
Ayesha Eduljee - doctorante
Geoffrey Gourinchas - chercheur post-doctorant
Xieyang Guo - doctorant
Huma Rahil - doctorant
Charlotte Saint-André – ingénieure d’étude
Jinal Shukla - chercheuse post-doctorante
Maria Takacs – ingénieure de recherche
Vita Vidmar – doctorante
Michael Webster – chercheur post-doctorant
Chengjin Zhu - doctorante

Pour toutes les photographies : (c) Alexandre Darmon / Art in Research.

Mesurer les forces qui donnent forme à la vie

Au cours du développement embryonnaire, les cellules utilisent les informations contenues dans leurs gènes pour former l'organisme. Cela conduit à une série d’événements au cours desquels les cellules se divisent, meurent, se déforment et se déplacent. Toute cette agitation fait que les cellules sont constamment soumises à des forces mécaniques, que Jean-Léon Maître mesure et étudie pour comprendre leur importance dans le devenir des cellules et de l’embryon.

Pour ce faire, Jean-Léon Maître et son équipe se penchent sur les premières étapes du développement de l’embryon de souris, avant même son implantation dans l’utérus maternel. Actuellement, ils s’intéressent au tout premier épithélium de l’embryon des mammifères, le trophectoderme. Cet épithélium, qui deviendra plus tard le placenta, entoure une poche de liquide appelée lumen, et un groupe de cellules qui généreront la totalité des tissus de l’embryon. Le trophectoderme s’étire au fur et à mesure que l’embryon grandit, ce qui déforme non seulement les cellules qui le composent mais aussi leurs noyaux, contenant toute l’information génétique.

Pour comprendre les mécanismes qui permettent à ces cellules de s’étirer et leur conséquences, Jean-Léon Maître va aborder trois questions :

- Comment les cellules du trophectoderme parviennent-elles à augmenter leur surface lors des étirements ?
- Comment le noyau des cellules peut-il s’aplatir et quelles sont les conséquences pour l’expression des gènes ?
- Comment l’étirement des cellules et la déformation des noyaux influent sur le devenir du trophectoderme et sur l’implantation de l’embryon dans l’utérus ?

Le Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française va permettre au laboratoire de s’équiper d’un système de pinces optiques afin de mesurer et de modifier les forces qui agissent sur les cellules dans la phase précoce du développement de l’embryon. Ce système consiste à manipuler de tout petits éléments comme des cellules ou des noyaux des cellules à l’aide d’un laser. Ce dispositif, couplé à un puissant microscope équipé d’un système d’incubation nécessaire à la culture des embryons de mammifères, sera unique en France.

Membres de l’équipe

Louise Dagher - doctorante
Julie Firmin – doctorante
Edgar Herrera Delgado - chercheur postdoctoral
Özge Özgüç - chercheuse post doctorale
Diane Pelzer - chercheuse post doctorale
Ludmilla de Plater - Ingénieure de recherche
Markus Schliffka - doctorant
Francesca Tortorelli - Ingénieure de recherche

Pour toutes les photographies : (c) Alexandre Darmon / Art in Research. 

Dis-moi ce que tu manges, je te dirai si tu seras en bonne santé

L'alimentation est l'un des principaux facteurs influant sur notre état de santé. Certains changements dans les habitudes alimentaires survenus dans les dernières décennies, comme l’augmentation de la consommation de produits ultra-transformés, soulèvent des questions sur leur impact pour la santé humaine au niveau mondial.

Les aliments ultra-transformés sont des aliments ayant subi une ou plusieurs transformations physiques, chimiques, biologiques, ou qui contiennent différents additifs. Nous les retrouvons très souvent dans nos placards ! L’équipe de Mathilde Touvier a contribué à dévoiler un lien entre la consommation de ces aliments et de possibles répercussions négatives sur la santé. Elle cherche maintenant à comprendre comment les différentes facettes des aliments ultra-transformés (leur degré de transformation, les additifs seuls ou en combinaison, les contaminants de l’emballage) affectent la santé humaine à long terme.

Pour étudier les relations entre l’alimentation et la santé, Mathilde Touvier et son équipe suivent de très près les habitudes alimentaires d’un groupe de 171 000 personnes à travers l’étude NutriNet-Santé. Les informations recueillies pour chacune de ces personnes (entre autres la fréquence de consommation des produits, leur marque et leur mode de cuisson) sont complétées par une collecte d’échantillons, tels que l’urine, les fèces et le sang. En utilisant des méthodes d’analyse adaptées, cette étude épidémiologique va permettre de déterminer des corrélations entre différents aspects des aliments ultra-transformés et l’état de santé, en se concentrant particulièrement sur le cancer, l’obésité et les maladies cardiovasculaires. Des études sur des cellules ou des animaux seront réalisées en complément afin d’établir des liens de cause à effet.

Ce programme de recherche sera le premier à aborder cette question de manière aussi complète. Il pourrait avoir des répercussions directes sur les choix des consommateurs, sur l’industrie alimentaire et sur les autorités sanitaires pour orienter le développement des politiques de santé publique.

Le Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française contribuera à ces découvertes en permettant que le matériel informatique, le stockage de données et les locaux de travail de l’équipe soient adaptés à leurs besoins.

Membres de l’équipe

Cédric Agaesse - diététicien
Marie Ajanohun
Julien Allegre - ingénieur d'études          
Benjamin Allès - chargé de recherche Inrae 
Valentina Andreeva - maître de conférences USPN
Nathalie Arnault - ingénieure d'études Inserm
Julia Baudry - chargé de recherche Inrae
Alice Bellicha - maître de conférences USPN
Florine Berthy
Juliette Bigey - Inrae transfert
Jacques Blacher - PU-PH       
Laurent Bourhis - ingénieur d'études Inrae
Joséphine Brunin - doctorante
Maria Clotilde Carra - chercheuse post-doctorante
Stéphanie Chardon - secrétaire générale du CRESS
Hélène Charreire - maître de conférences UP12
Eloi Chazelas - doctorant
Emmanuel Cosson - PU-PH
Charlotte Debras - doctorante
Noémie Demare - doctorante
Nicolas Dechamp - ingénieur d'études Inrae
Alexandre De-Sa - diététicien     
Valérie Deschamps - enseignante chercheuse ESEN        
Mélanie Deschasaux - chargée de recherche Inserm       
Astan Doumbia               
Amal El Kahlaoui            
Younes Esseddik - ingénieur de recherche Inserm           
Khaled Ezzedine - PU-PH             
Thierry Feuillet - maître de conférences UP8     
Léopold Fezeu - maître de conférences USPN    
Morgane Fialon - doctorante     
Pilar Galan - directrice de recherche Inrae          
Regis Gatibelza - assistant ingénieur Inserm       
Julie Ginhac - Inrae transfert      
Maria Gomes    
Marie Guion - doctorante           
Serge Hercberg - PU-PH Emérite USPN  
Chantal Julia - PU-PH USPN        
Emmanuelle Kesse-Guyot - directrice de recherche Inrae            
Junko Kose - doctorante             
Merveille Kouam            
Rebecca Lutchia
Jagatjit Mohinder – ingénieur d’études Inserm
Rizvane Mougamadou
Jean-Michel Oppert - PU-PH      
Anna Palomar - doctorante
Indira Paz - doctorante 
Nathalie Druesne-Pecollo – ingénieur de recherche INRAE
Sandrine Péneau - maître de conférences USPN
Philippe Ravaud - directeur du CRESS    
Pauline Rebouillat - doctorante
Anouk Reuze - doctorante
Margaux Robert - doctorante    
Marie-Françoise Rolland-Cachera - Honoraire USPN       
Benoit Salanave - enseignant chercheur ESEN
Barthélémy Sarda
Laury Sellem - chercheur post-doctorant
Bernard Srour - chercheur post-doctorant
Fabien Szabo – ingénieur de recherche CNAM
Aladi Timera
Thi Hong Van Duong           
Charlotte Verdot - enseignante chercheuse ESEN
Gaelle Wendeu-Foyet - chercheur post-doctorant
Laurent Zelek - PU-PH   

Pour toutes les photographies : (c) Alexandre Darmon / Art in Research.

L’expression des gènes au cours du développement : être au bon endroit au bon moment

Lors du développement embryonnaire, une coordination parfaite est nécessaire pour un bon positionnement des tissus et des organes. Cette coordination est souvent attribuée à l’expression des gènes à un moment précis : le moment venu, un gène doit être transcrit en ARN messager, puis traduit en protéine. Mais Mounia Lagha pense que cela ne suffit pas à expliquer la complexité fascinante du développement. Avec son équipe, elle s’apprête à ajouter une nouvelle variable à l’équation : l’endroit dans la cellule où se déroule la production des protéines.

Dans son laboratoire à Montpellier, Mounia Lagha utilise la drosophile pour étudier l’expression des gènes au cours des premières heures du développement. A ce stade, la structure de l’embryon est très simple (une seule couche de noyaux) et son développement est si rapide qu’il est possible de suivre en temps réel l’expression génétique dans un organisme entier et vivant.

Le prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française permettra à son équipe d’utiliser un microscope de dernière génération (à feuille de lumière) dont la technologie permet de visualiser, en temps réel et au niveau de la molécule unique, les ARN messagers et les protéines nouvellement synthétisées dans un embryon vivant. De plus, cette technique leur permettra de connaitre l’endroit dans la cellule où certains ARN messagers sont préférentiellement traduits en protéines, et ainsi démontrer comment non seulement le temps mais aussi l’endroit de la traduction est important pour le développement harmonieux d’un embryon.

Membres de l’équipe

Maria Douaihy – doctorante
Jeremy Dufourt – chargé de recherche CNRS
Antonio Trullo – ingénieur de recherche CNRS
Morgane Verbrugghe – ingénieur d’études
Louise Maillard – doctorante
Virginia Pimmett – chercheur post-doctorant
Maelle Bellec – doctorante

Pour toutes les photographies : (c) Alexandre Darmon / Art in Research.