Frédéric Pincet, directeur de recherche CNRS au sein de l’équipe Mécanismes Moléculaires Membranaires du LPENS, est lauréat de l’ERC Synergy 2020.
Il va tester l’hypothèse selon laquelle la voie de sécrétion des protéines est modelée à 3 dimensions par l’auto-organisation de domaines de cristaux liquides 2D formés de protéines membranaires.
Beaucoup de protéines codées dans le génome humain sont triées au cours de leur transport à travers une série de compartiments membranaires adhérant les uns aux autres et formant le « système ER / Golgi ». Comment cette succession de compartiments peut-elle avoir une polarité en régime permanent alors qu’ils échangent constamment et de manière fluide du matériel moléculaire? Comment ce système peut-il être si radicalement élastique et toujours revenir à son état d’origine? Ces questions restent en suspens depuis la première description du système ER / Golgi il y a 50 ans.
La découverte récente que certaines protéines s’auto-organisent en gouttelettes apporte de nouveaux éléments de réponse. L’hypothèse la plus simple serait que le système ER / Golgi est fondamentalement un liquide ayant une organisation interne avec des phases séparées. En effet, des condensats de protéines attachés aux surfaces de la membrane pourraient former des phases auto-organisées essentiellement bidimensionnelles et ressemblant à des «cristaux liquides». Il est déjà établi que les surfaces des compartiments ER / Golgi sont recouvertes d’une famille abondante de protéines appelées Golgins. Chaque compartiment a son propre ensemble de Golgins. Nous avons découvert que ces Golgins s’auto-assemblent dans des phases liquides à la fois en tube à essai et dans les cellules. Nous émettons donc l’hypothèse que les propriétés physiques intrinsèques des Golgins dictent l’organisation et l’ordre précis des compartiments membranaires dans le système ER / Golgi.
Dans notre nouvelle hypothèse, les Golgins se séparent spontanément en phases bidimensionnelles semblables à des cristaux liquides en fonction de leur attraction ou répulsion mutuelle en cis, de façon analogue à la séparation de phase entre l’huile et l’eau à trois dimensions. L’adhésion entre ces phases bidimensionnelles en trans permet de construire et d’organiser un système ER / Golgi tridimensionnel polarisé.
En savoir plus :
https://erc.europa.eu/news/erc-2020-synergy-grants-results
Informations complémentaires :
Laboratoire de Physique de L’Ecole normale supérieure (LPENS, ENS Paris/CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris)
Auteur correspondant : Frédéric Pincet
Contact communication : L’équipe de communication
