L’UE « Adressage des biomolécules et dynamique membranaire » couvrira l’étude de la biochimie et de la génétique moléculaire des membranes chez les bactéries et chez les eucaryotes. En particulier, le cours développera la description des systèmes de trafic membranaire chez ces deux types d’organismes, et s’attachera à montrer et à faire comprendre l’importance de l’immense diversité des lipides de membrane, et leur rôle dans le contrôle de mécanismes cellulaires centraux (résistance aux antimicrobiens, autophagie, trafic intracellulaire et adressage de protéines), au niveau moléculaire. 32 heures de travaux pratiques permettront aux étudiants de mettre en pratique les connaissances acquises et de reproduire certaines expériences clés des grandes avancées dans ce domaine.
L’UE s’intéressera, dans une première partie, au remodelage de la membrane chez les bactéries, qui leur permet de réagir et s’adapter à l’environnement, en particulier dans le contexte de la résistance aux antibiotiques, un problème majeur de santé publique. Le cours s’intéressera, en particulier, à la biochimie des systèmes de modification de certains lipides de membrane, (phospholipides, lipide A, etc.) qui conduisent à des résistances aux antibiotiques, ces mêmes systèmes qu’on retrouve chez les bactéries hyper-résistantes, ou « super-bactéries ». Le propos sera illustré dans les TPs, par la mise en évidence de la modification d’un lipide de membrane par une protéine de résistance aux antimicrobiens cationiques.
Dans une deuxième partie, l’UE s’intéressera aux grandes voies du trafic membranaire (endocytose, sécrétion, recyclage, autophagie) et à la manière dont les différents lipides régulent et contrôlent ce trafic en agissant comme des molécules de signalisation, marquant les différents compartiments intracellulaires. L’UE présentera également les mécanismes moléculaires et structuraux permettant les interactions entre les protéines et différents lipides signaux. En TP, différents processus de trafic seront étudiés en utilisant le modèle de la levure S. cerevisiae, en vue de reproduire les expériences ayant permis de caractériser les mécanismes moléculaires et la génétique des voies de sécrétion (d’après R. Schekman, Prix Nobel de Physiologie et Médecine 2013) et d’autophagie (d’après Y. Ohsumi, Prix Nobel de Physiologie et Médecine 2016). Il s’agira également déterminer la localisation intracellulaire de différents lipides in vivo à l’aide de protéines de reconnaissance de lipides en fusion avec des protéines fluorescentes de type mCherry développées par R.Y. Tsien (Prix Nobel de Chimie 2008).