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Architecture moléculaire de la pointe ciliaire révélée par cryo-tomographie électronique

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Thibault Legal : Université McGill

Résumé de la communication

Les cils cellulaires sont des organites essentiels qui sont des extensions du cytoplasme. Les cils sont constitués d'une structure à base de microtubules appelée axonème. Cette circulaire est faite de 9 doublets de microtubules à la périphérie et d’une paire centrale de microtubules. Dans la plupart des types de cils, l’extrémité distale est distincte du reste du cil. Nous avons utilisé la cryo-tomographie électronique et moyenné des sous-tomogrammes pour obtenir la structure de l'extrémité ciliaire du cilié Tetrahymena thermophila. Nous montrons que les microtubules de la pointe ciliaire sont fortement liés entre eux et stabilisés par des protéines luminales ainsi que des protéines au niveau de leurs extrémités positives. Dans la région de la pointe, la paire centrale de microtubules est dépourvue des projections que l’on retrouve dans le reste du cil et tourne de manière significative. En analysant des cellules dépourvues de la protéine CEP104/FAP256 qui se trouve à la pointe ciliaire par cryo-tomographie électronique et par analyse protéomique, nous avons découvert des candidats pour le complexe de maintien de la paire centrale et expliqué les fonctions potentielles de CEP104/FAP256. Ces données apportent de nouvelles connaissances sur la fonction de la pointe ciliaire et renseignent sur les mécanismes d'assemblage et de régulation de la longueur des cils.

Résumé du colloque

La biologie structurale est un domaine de la recherche en biologie qui étudie l’organisation et le fonctionnement des mécanismes biologiques et de ses constituants, à l’échelle atomique. Ces mécanismes incluent autant ceux impliqués dans les fondements du vivant (transcription et réparation de l’ADN, traduction génétique, respiration cellulaire, autophagie) que ceux impliqués dans diverses pathologies (maladies infectieuses, cancers, vieillissement, dérèglements génétiques). Il est remarquable que les mécanismes biologiques reposent sur les fonctions d’un nombre limité de types de macromolécules naturelles, principalement les protéines, les acides nucléiques, les sucres et les lipides, et sur leurs interactions. Ainsi, la biologie structurale s’intéresse à examiner en trois dimensions à l’échelle atomique la complexité et la diversité de ces différents types de macromolécules biologiques et leur fonctionnement.

Ce volet des sciences fondamentales en médecine utilise une grande variété de techniques biophysiques pour visualiser les molécules du vivant et mieux comprendre leur fonctionnement, telles la résonance magnétique nucléaire (RMN), la cristallographie aux rayons X, la diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) et la cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Grâce à cette instrumentation de pointe, la recherche en biologie structurale permet de faire des découvertes importantes sur la base atomique et moléculaire des phénomènes biologiques et de faire progresser les connaissances sur le rôle des macromolécules biologiques dans les nombreuses pathologies infligeant le vivant.

Notre colloque sert de vitrine pour mettre de l’avant les récentes découvertes en ce sens où des scientifiques d’ici et d’ailleurs ayant démarré leur programme de recherche indépendant dans les dernières années présentent leurs recherches. Des présentations orales et par affiches offertes par des étudiantes et étudiants aux cycles supérieurs ainsi que par des stagiaires postdoctoraux complètent le programme.

Contexte

section icon Thème du congrès 2023 (90e édition) :
100 ans de savoirs pour un monde durable
section icon Date : 12 mai 2023

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