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Instituts/ Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant (iRTSV)/ Unités / Chimie et Biologie des Métaux (CBM)/ Équipe Biologie des Métaux

Équipe Biologie des Métaux



Responsable
 
 
 Isabelle Michaud-Soret
CEA Grenoble,
iRTSV/LCBM/BioMet
17 rue des Martyrs
38 054 Grenoble cedex 09
Tel. : (33) 4 38 78 99 40

Secrétariat :
Tel : (33) 4 38 78 40 95
Fax : (33) 4 38 78 54 87
 
Membres de l'équipe
 
Permanents :
Mohamed Benharouga
Alexandre Bouron,
Patrice Catty
Peggy Charbonnier
Mireille Chevallet
Martine Cuillel
Isabelle Michaud-Soret
Élisabeth Mintz
Roger Miras

Non permanents :
Sandra Galop, thèse 2011-
Elaine Hilario Da Souza, thèse en collaboration avec le Brésil, 2011-
Caroline Fauquant-Pecqueur, CDD chercheur 2011-
Sophie Mathieu, post-doc 2011-
Amélie Harel, stage de licence professionnelle 2012



De gauche à droite :
à l'arrière : Alexandre Bouron, Patrice Catty, Martine Cuillel, Mohamed Benharouga, Caroline Fauquant-Pecqueur, Mireille Chevallet, Isabelle Michaud-Soret
devant : Sandra Galop, Élisabeth Mintz, Sophie Mathieu, Amélie Harel, Roger Miras, Elaine Hilario Da Souza
médaillon : Peggy Charbonnier.
 
Présentation
 
L'équipe “Biologie des Métaux (BioMet)” s'intéresse aux mécanismes moléculaires et cellulaires procaryotes et eucaryotes responsables du trafic, du stockage et de la régulation de certains métaux (dont le cuivre, le fer et le zinc), c'est-à-dire à l'homéostasie de ces métaux.

Notre équipe se consacre à l'étude de la détoxication et de l'homéostasie des métaux suivants : le cadmium, le calcium, le cuivre, le fer, le zinc, le cobalt et le nickel. Alors que le cadmium est purement toxique, les autres éléments sont essentiels aux fonctions du Vivant mais peuvent, notamment en cas de carence ou d'excès, compromettre la survie cellulaire. Les cations sont pris en charge par un ensemble de biomolécules contrôlant leur détection, leur transport, leur biodisponibilité et, éventuellement, leur stockage intracellulaire. L'homéostasie cellulaire de ces métaux est donc finement régulée au niveau de l'expression des gènes et de la synthèse protéique.



L'équipe BioMet étudie plusieurs protéines qui lient les cations métalliques et les transfèrent vers le/du/ou à travers le cytosol ou délivrent ces éléments à des métalloprotéines données dont certaines interagissent avec l'ADN ou l'ARN pour réguler l'expression des gènes ou la synthèse protéique.

Dans ce cadre, nous nous intéressons à plusieurs protéines membranaires dont la fonction est de transporter des ions cuivreux pour l'une, l'ion chlorure pour l'autre, et dont le dysfonctionnement est responsable de maladies graves chez l'homme, la maladie de Wilson et la mucoviscidose. Notre intérêt se porte aussi sur d'autres protéines membranaires responsables du transport de métaux (canaux de type TRP comme TPRC6 et TRPM7, ATPase de type P). De plus une partie de nos thématiques concerne la régulation et la détection des homéostasies métalliques par des régulateurs transcriptionnels bactériens et traductionnels eucaryotes impliqués dans le contrôle de l'homéostasie du fer et du nickel. Étudier ces systèmes de régulation, en particulier dans des situations de stress (métalliques, oxydants ou par exemple associés à l'exposition à des nanoparticules ou autres molécules chimiques) nous intéresse tout particulièrement afin de comprendre les perturbations métaboliques engendrées comme par exemple les maladies neurodégénératives.

Nos sujets de recherche sont essentiellement fondamentaux puisqu'il s'agit de mieux comprendre les mécanismes qui régulent la concentration intracellulaire des métaux cités et la localisation intracellulaire de transporteurs membranaires. Les résultats de nos travaux sont essentiels à la compréhension cellulaire et moléculaire de pathologies associées à des dysfonctionnements de l'homéostasie des métaux. Ils peuvent également servir à identifier de nouvelles cibles visant à combattre la virulence de bactéries pathogènes. Cependant, certains sujets de recherche concernent des aspects plus finalisés comme la recherche d'antibactériens ciblant un régulateur de l'homéostasie du fer ou l'étude de chélateurs permettant l'élimination de l'accumulation de cuivre, l'effet d'un médicament antidépresseur sur l'homéostasie cérébrale du zinc ou des études de nanotoxicologie.

Nos axes de recherche visent à comprendre :
• le mécanisme du transport de métaux lourds (Cd2+, Co2+, Cu+) par les ATPases-P1 et des pompes d'efflux

• le convoyage du Cu+ vers la voie sécrétoire et l'élimination du Cu+ en excès à l'aide de chélateurs spécifiques

• le trafic intracellulaire de transporteurs membranaires - adressage, changement de localisation, dégradation (maladies génétiques humaines Wilson et mucoviscidose)

• les mécanismes des régulations croisées des protéines Fur et NikR, métallorégulateurs transcriptionnels bactériens, et leur implication dans la virulence de bactéries pathogènes (recherche d'inhibiteurs antiFUR à visée antibactérienne)

• le transport transmembranaire et le stockage du zinc dans les neurones, notamment les canaux cationiques TRPC6

• les perturbations de l'homéostasie du fer et leurs conséquences chez les eucaryotes

• les interférences entre les nanoparticules métalliques et l'homéostasie des métaux (projet transversal du LCBM impliquant plusieurs équipes).
 
Publications de l'équipe
 
Thèses soutenues dans l'équipe
 
Mots clés
 
Métaux - cellules - homéostasie - détoxication - membranes - transporteurs - trafic intracellulaire - dégradation - protéines - diffusion de lumière - sites de fixation - métallorégulateur - bioinorganique - régulation de l'expression - coordination - sélectivité ionique - maladie de Wilson - mucoviscidose-canaux TRP.
 
Techniques
 
Biologie moléculaire - mutagenèse dirigée - expression hétérologue dans divers systèmes (bactéries, levures, cellules d'insectes et de mammifères) - culture cellulaire primaires ou non- purification de protéines - biochimie - chimie des protéines - marquage - spectroscopies d'absorption, fluorescence, dichroïsme circulaire - enzymologie - radio-marquage métabolique (pulse chase) - imagerie cellulaire - électrophysiologie.
 
Collaborations
 

- locales : CEA-iRTSV, CEA-INAC, CEA-IBS, ESRF, EFS, CHU-DBI, CHU-Pneumologie, IAB, GIN, UJF-DCM, UJF-DPM

- nationales : ENS (Lyon), INSERM-UMR-S 757 (Orsay), CNRS UMR 7178 (Strasbourg), Institut du thorax (Nantes), CEA-iBiTec-S (Saclay), CEA-iBEB (Cadarache), CEA-iRCM (Fontenay)

- internationales : 15 en Europe (5 Allemagne, 2 Grèce, 1 Italie, 1 Norvège, 2 Portugal, 2 Suisse, 2 Royaume-Unis), 5 en Amérique (1 Brésil, 2 Canada, 2 USA), 1 en Asie (Japon)