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Le Laboratoire de Biologie Moléculaire Eucaryote

UMR 5099
Directeur: Pierre-Emmanuel Gleizes


 

Le Laboratoire de Biologie Moléculaire Eucaryote est une unité mixte CNRS/Université Paul Sabatier qui fait partie du Centre de Biologie Intégrative de Toulouse (CBI).

 

La recherche au LBME porte sur les mécanismes génétiques et épigénétiques de l'expression, l'organisation et la maintenance des génomes eucaryotes en se focalisant sur:

  • La synthèse et les fonctions des particules ribonucléoprotéiques : biogenèse des ribosomes, petits ARN non-codants
  • La dynamique structurale de la chromatine et des chromosomes

Certains de ces projets de recherche s'étendent à l'étude de pathologies, plus spécifiquement des maladies rares (anémie de Diamond-Blackfan et autres ribosomopathies, maladie de Prader-Willi) et le cancer.

 

Le LBME anime des plateaux techniques de haut niveau en cryo-microscopie électronique et en microscopie de fluorescence qui font partie des plateformes technologiques du CBI.

 

 

Offres Post-doc

Actualités Archives

 
  •   Une nouvelle méthode quantitative d’analyse de la forme des noyaux de levure

    Ces dernières années, notamment grâce à l’avènement des méthodes de séquençage à haut débit (NGS), il est apparu que l’organisation 3D des chromosomes était un acteur clef dans les processus biologiques régulant l’expression et la maintenance des génomes. Cependant, la manière dont l’organisation spatiale des génomes est elle-même affectée par des modulations de la forme du noyau est largement méconnue, principalement parce que mesurer précisément la forme et la taille d’un noyau est un challenge technologique. Dans un article récent publié dans Journal of Cell Science, l’équipe d’Olivier Gadal a développé un algorithme, « NucQuant », qui permet de mesurer, à partir d’images de microscopie confocale à fluorescence, la géométrie des noyaux (taille et forme) dans une population de levure Saccharomyces cerevisiae. En mesurant et corrigeant les aberrations optiques le long de l’axe Z, il est possible sur un microscope classique de localiser, grâce à NucQuant, la position de l’enveloppe nucléaire avec une précision de 30 nm. L’algorithme NucQuant a par ailleurs permis de réaliser des cartes de la position de pores nucléaires (NPC). Ces cartes ont révélé une grande variabilité de la distribution des pores en fonction du métabolisme des levures. De plus, elles ont montré une asymétrie de l’enveloppe nucléaire qui se traduit par une distribution particulière des pores dans l’enveloppe à l’interface nucléole/nucléoplasme.

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  •   Organisation 3D du génome de levure : ce que nous apprend la position des gènes transcript par l’ARN-polymérase III.

    Au cours de cette dernière décennie, il est apparu essentiel à la compréhension de la dynamique des génomes (expression, maintenance) de resituer ces processus dans le contexte de l’organisation 3D des génomes. Dans la levure Saccharomyces cerevisiae, l’architecture 3D du génome, se maintient tout au long du cycle cellulaire ; elle se caractérise par un ancrage des centromères (CEN) à un point particulier de l’enveloppe nucléaire, le SPB, à partir duquel les bras des chromosomes s’étendent et occupent le volume nucléaire, leurs extrémités (TEL) s’attachant à l’enveloppe. Dans le noyau, le nucléole est un domaine occupant près du tiers du volume nucléaire dans lequel est produit les ribosomes. Des trois ARN polymérases cellulaires, l’ARN polymérase III (Pol III) est spécialisée dans la production de petits ARNs ne codant pas de protéines (ARNt, 5S ARNr, etc…). Des études suggéraient un lien entre la transcription des gènes transcrits par l’ARN Pol III et la localisation de ces gènes au nucléole ou à l’enveloppe nucléaire. Dans une étude publiée dans Molecular Biology of the Cell, l’équipe d’Olivier Gadal a étudié, par une méthode de microscopie à haut débit, les liens entre transcription et localisation des gènes Pol III au nucléole et à l’enveloppe. A partir de l’étude de la position de 13 loci de gènes transcrits par l’ARN Pol III, cette étude a permis de hiérarchiser les contraintes qui déterminent la position de ces gènes. Il ressort que l’architecture 3D du génome est le déterminant majeur de la position du gène lorsque le gène est proche d’un point d’ancrage des chromosomes (CEN, TEL). Cependant, les gènes transcrits par l’ARN Pol III dans des régions moins contraintes des chromosomes interagissent fréquemment avec le nucléole. Cette interaction dépend de la présence du gène, mais la transcription du gène n’est pas dépendante de cette interaction.

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  •   OPERATION "ALLONS-Y À VÉLO!" À L'IBCG

    Du 1er au 12 Juin 2015, l'IBCG (institut qui regroupe le LBME et le LMGM) a participé à l'opération "Allons-y à vélo!". Le but était d'inciter tous les personnels de l'IBCG à privilégier la bicyclette comme mode de transport domicile-travail.

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  •   Effets d'une interaction du nucléosomes sur les capacités d'oligomérisation et sur les activités des protéines Reptin et Pontin

    Les protéines AAA+ Pontin et Reptin sont des sous-unités majeures et essentielles de complexes de remodelage de la chromatine. Pourtant leurs fonctions in vivo n'ont jamais été rapprochées de leurs propriétés biochimiques. Des chercheurs du LBME ont récemment identifié et caractérisé une interaction physique avec le nucléosome qui régule à la fois les activités enzymatiques et les assemblages oligomériques des Pontin/Reptin. L'ensemble de leurs résultats établit que ces protéines agiraient en tant que plateforme où l'état oligomérique des Pontin/ Reptin coordonnerait le recrutement des différents partenaires sur la chromatine.

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  •   Accueil de scolaires pour la fête de la science

    Le 16 octobre dernier, le LBME et le LMGM ont accueilli des élèves de terminales scientifiques pour une découverte originale du monde de la recherche. Au programme de cette journée : mini-conférences et 13 ateliers pratiques différents, animés par des chercheurs, des ingénieurs, des techniciens, et des étudiants en thèse des deux laboratoires. Une belle expérience humaine et scientifique !

  •   Le LBME en retraite scientifique à Saissac

    Tous les deux ans, le LBME organise une "retraite scientifique" en dehors des locaux du laboratoire. Cette année, ces rencontres ont eu lieu les 2 et 3 octobre à Saissac, dans l'Aude. Séminaires, session poster, échanges scientifiques et tables-rondes étaient à l'ordre du jour de ces deux journées mêlant science et convivialité.

  •   Rcl1p et Bms1p : un partenariat essentiel dans les étapes précoces de la synthèse des ribosomes

    Au sein des particules pré-ribosomiques, la protéine Rcl1p est une ribonucléase catalysant un événement de coupure du pré-ARNr important pour la synthèse de l’ARNr 18S et la production de la petite sous-unité ribosomique. Rcl1p interagit avec Bms1p, une protéine de la famille des GTPases qui régule probablement son activité. L’équipe dirigée par Anthony Henras et Yves Henry, en collaboration avec l’équipe de Sébastien Fribourg (IECB, Bordeaux) a pu identifier les résidus de Rcl1p essentiels pour son interaction avec Bms1p. Leurs résultats montrent que l’interaction entre Rcl1p et Bms1p est essentielle pour la synthèse de la petite sous-unité ribosomique et suggèrent que la fixation ou l’hydrolyse du GTP par Bms1p induit des changements conformationnels au sein du complexe Bms1p-Rcl1p qui permettent la coupure du pré-ARNr par Rcl1p.

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  •   Le DBA Pioneer Award 2014 attribué à Pierre-Emmanuel Gleizes

    La Diamond-Blackfan Anemia Foundation (dbafoundation.org), située aux Etats-Unis, a attribué son prix DBA Pioneer Award 2014 à Pierre-Emmanuel Gleizes pour son travail sur les protéines ribosomiques et la découverte de nouveaux gènes mutés dans l'anémie de Diamond-Blackfan. Le groupe animé par P-E Gleizes étudie l'impact des mutations identifiées dans plusieurs gènes de protéines ribosomiques dans cette maladie qui affecte en premier lieu la formation des globules rouges. Ces travaux, menés grâce à plusieurs collaborations, ont été soutenus par l'ANR, le NIH, la FRM et l'ARC, et encouragés par l'AFMBD qui regroupe les patients en France (www.afmbd.org).

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  •   Le signal de localisation des scaRNA à boîte C/D dans les corps de Cajal enfin identifié

    En 2003, l'équipe de Tamas Kiss du LBME avait identifié l'élément ARN permettant aux scaRNA à boîte H/ACA d'être localisés dans les corps de Cajal. Cet élément restait à découvrir pour les scaRNA à boîte C/D. Grâce à l'identification d’un nouveau scaRNA à boîte C/D, mgU2-47, la même équipe a récemment montré que ce sont des séquences ARN riches en dinucléotides GU qui sont essentielles pour la localisation des scaRNA à boîte C/D dans les corps de Cajal.

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  •   Protéines TIP49 : identification des acides aminés activateurs de l’eau qui hydrolysent l’ATP

    En collaboration avec l'Université Polytechnique d'état de Saint-Pétersbourg et l'University College of London, l'équipe dirigée par Emmanuel Käs et Mikhail Grigoriev du LBME a mis en évidence une organisation structurale spécifique des poches permettant l'hydrolyse de l’ATP dans les protéines TIP49 sur la base de simulations de dynamique moléculaire et d'analyse mutationnelle. Ces résultats établissent un mécanisme original de l'hydrolyse de l'ATP par ces protéines, une activité faible mais essentielle à leur fonction.

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  •   Régulation de gènes et boucle de chromatine

    L’équipe dirigée par Olivier Cuvier du Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (CNRS - Université de Toulouse3) a développé une nouvelle stratégie de prédiction des interactions à longue distance entre des facteurs de régulation et leurs gènes cibles distants. Cette étude parue dans Molecular Cell, démontre que ces rapprochements, via des boucles de chromatine, sont fréquemment impliqués dans la régulation de gènes distants. Cette méthode ouvre de belles perspectives de compréhension des réseaux complexes de régulation des gènes.

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  •   Conservation de fonction d'un facteur de transcription de l'homme à la levure

    En collaboration avec le Dr. Brian McStay (NUI Galway, Ireland), l'équipe Organisation et Dynamique du Noyau du LBME a pu montrer, par des expériences d'expression hétérologue cellule humaine/cellule de levure, une conservation fonctionnelle entre la protéine de levure Hmo1 et le facteur de transcription UBF impliqué dans la transcription des gènes ribosomiques.

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  •   La dynamique des chromosomes explorée par la biophysique

    La mise au point de techniques inédites de microscopie optique a permis d'examiner le mouvement et le repliement des chromosomes à l'intérieur de cellules vivantes. Ce travail publié dans Genome Research et Journal of Cell Biology a dévoilé les propriétés biophysiques des chromosomes, expliquant ainsi leur principe d'organisation. Il a été réalisé par des biologistes et physiciens du Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier), du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (CNRS) et du Laboratoire de physique théorique de la matière condensée (CNRS/UPMC), en collaboration avec l'Institut Pasteur et le Conseil indien de la recherche scientifique et industrielle. Cinq des équipes impliquées dans ce travail font partie du groupement de recherche "Architecture et dynamique nucléaires" du CNRS.

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  •   Organisation structurale d'un chromosome de levure

    L'équipe « Organisation et Dynamique du noyau » du LBME, en collaboration avec l'équipe du Dr. Aurélien Bancaud (LAAS, Toulouse, France) et l'équipe du Dr Purnima Bhargava (CCMB, Hyderabad, India), a caractérisé de façon systématique la position et le mouvement du plus grand chromosome de la levure Saccharomyces cerevisiae. Par une approche interdisciplinaire, combinant génétique moléculaire et physique des polymères, ils ont pu confirmer que le chromosome se comporte comme un polymère de grande taille, ancré par ses extrémités.

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  •   TFIIH et la biogenèse du ribosome

    En collaboration avec l'équipe du Dr Giglia-Mari (IPBS, Toulouse, France), des chercheurs du LBME ont contribué à montrer le rôle du facteur TFIIH dans la biogenèse du ribosome chez l'Homme. TFIIH est un facteur de transcription et de réparation de l'ADN muté dans des maladies génétiques provoquant un vieillissement prématuré ou prédisposant au cancer. Leurs travaux montrent que ces maladies provoquent aussi un défaut de biogenèse du ribosome, révélant un nouveau lien entre ces maladies génétiques et la biogenèse du ribosome.

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  •   Le stress osmotique et l'organisation du génome

    Des chercheurs du LBME et de l'université Pompeu Fabra lors d'une collaboration avec les Dr Eulalia Nadal et Francesc Posas (Barcelone, Espagne) ont pu montrer le rôle de la kinase Hog1 dans l'organisation du génome de levure lors d'un stress osmotique.

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  •   Ancienne molécule, nouvelle cible thérapeutique

    La famille de l'ellipticine contient un certain nombre d'agents thérapeutiques anticancéreux puissants, certains ayant atteint le stade des essais cliniques I et II mais assez peu spécifiques. L'équipe de Kostya Panov (Belfast, Irelande) et des chercheurs LBME ont montré que la 9 hydroxyellipticine (9HE) est un inhibiteur puissant et spécifique de la biogenèse des ribosomes. Ces résultats les encouragent à développer de nouveaux agents thérapeutiques de la famille des ellipticines ciblant spécifiquement la biogenèse des ribosomes.

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  •   Un membre du LBME Lauréat Oséo Emergence. Juin 2013

    Le Dr Franck Gallardo, post-doctorant dans l'équipe du Professeur Kerstin Bystricky (LBME CNRS UMR5099), responsable de l'équipe ANCHOR à l'Institut des Technologies Avancées en Science du Vivant (ITAV, CNRS USR3505) est lauréat Midi-Pyrénées du concours Oséo de création d'entreprise de technologie innovante catégorie Emergence 2013. Son projet porte sur le criblage et la validation de nouvelles molécules à action anti-virale par microscopie de fluorescence automatisée

  •   L'architecture chromatinienne mise en cause dans les mécanismes épigénétiques controlant l'expression des gènes oestrogéno-régulés.

    La modification de l'architecture nucléaire grâce à l'échange de facteurs épigénétiques semble être un prérequis pour l'activation par la voie des oestrogènes d'un gène essentiel à la croissance cellulaire.

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  •   Au cœur de la RNP 7SK !

    Des chercheurs du LBME ont déterminé l'architecture de la RNP 7SK « cœur » capable de recruter et d'inactiver le facteur P-TEFb, et de réguler ainsi la transcription par l'ARN polymérase II. Leur travail est détaillé dans la revue Nucleic Acids Research en mars 2013.

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  •   Visualiser la genèse des microARNs en direct du noyau !

    Des chercheurs du Laboratoire de biologie moléculaire des eucaryotes (LBME, CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier), de l'Institut de génétique moléculaire de Montpellier (IGMM, CNRS/Universités Montpellier 1 et 2) et de l'Université Aarhus au Danemark viennent de mettre au point un marquage fluorescent qui permet d'observer de manière très précise la dynamique du processus de synthèse des microARNs dans le noyau de cellules humaines vivantes. Leur travail est détaillé dans un article de la revue Journal of Cell Science.

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  •   Un acide aminé de l’ARN polymérase II essentiel à la transcription des snARN

    Des chercheurs du Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (LBME, CNRS/ Université Paul Sabatier - Toulouse III) et de l’Université d’Oxford ont mis en évidence que la phosphorylation de la septième sérine du motif qui compose le domaine carboxy-terminal de l’ARN polymérase II, entraîne une cascade de réactions permettant la transcription efficace des petits ARNs nucléaires, les snARN. Ce mécanisme a été décrit dans la revue Molecular Cell le 1er décembre 2011.

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UMR 5099