Direction des sciences du vivant

Son avantage majeur est de porter sur le produit fini de l'expression des gènes, à savoir la protéine avec ses modifications post-traductionnelles. Parmi les analyses à grande échelle des macromolécules biologiques, l'analyse protéomique est la plus proche de la physiologie cellulaire.
En revanche, la variabilité chimique des protéines, ainsi que leur présence à des quantités extrêmement variables dans une cellule, font de l'analyse protéomique un défi analytique majeur.

es travaux de l'équipe "protéomique et biologie cellulaire" ont porté essentiellement sur la différenciation des cellules dendritiques, qui sont fortement impliquées dans le contrôle général de la réponse immunitaire.

Un exemple typique des résultats obtenus est représenté sur la figure suivante :
Analyse comparative des protéines totales extraites de monocytes humains et de cellules dendritiques immature et matures dérivées de ces monocytes. Les protéines sont séparées par électrophorèse bidimensionnelle, puis détectées par coloration argentique. les protéines d'intéret (par exemple exprimées différentiellement entre monocytes et cellules dendritiques) sont ensuite caractérisées par spectrométrie de masse.
Collaborations : INSERM U 503, Lyon, et UMR 7178, Strasbourg)

La comparaison entre monocytes (précurseurs des cellules dendritiques), cellules dendritiques matures et cellules dendritiques matures montre des différences dans l'appareil de défense antioxydant des cellules (superoxyde dismutase, peroxyrédoxines). Cette capacité accrue des cellules dendritiques à résister au stress oxydant pourrait avoir des répercussions dans certains aspects encore mal connus de leur physiologie, comme leur rôle dans l'athérosclérose ^[1].
Des changements dans l'appareil de défense antioxydant, en particulier la suroxydation des peroxyrédoxines ^[2], ont été aussi mis en évidence par d'autres équipes sur des macrophages particuliers présents dans les lésions athérosclérotiques. Des changements dans les systèmes mitochondriaux et le cytosquelette des cellules dendritiques ont aussi été observés, et analysés de façon comparative avec les ARN correspondants ^[3].

L'équipe est particulièrement impliquée dans les progrès associés aux préparations d'échantillons pour l'analyse protéomique, la séparation des protéines par les techniques électrophorétiques et l'interface électrophorèse sur gel/spectrométrie de masse.

Un exemple des résultats obtenus suite aux développements méthodologiques menés dans ces différentes directions est montré sur cette figure :
analyse protéomique des protéines sécrétées par les cellules dendritiques matures.
100 microgrammes de protéines obtenues à partir d'un milieu conditionné par des cellules dendritiques matures activées au lipopolysaccharide bactérien sont analysées par électrophorèse bidimensionnelle. Certaines des identifications réalisées par spectrométrie de masse sont portées sur la figure.
On note en particulier la production par les cellules dendritiques de protéines du complément (C3, complement factor B), de protéases (cathepsines, matrix metalloproteases), mais aussi de cytokines (IL12, TNF))

L'analyse montrée sur cette figure utilise les développements réalisés sur la concentration des protéines, ceux réalisés sur la séparation des protéines basiques ^[4], ceux réalisés sur la séparation électrophorétique des protéines ^[5] et ceux réalisés sur l'interface détection des protéines/spectrométrie de masse ^{[6, 7]}. Ces différentes améliorations permettent de détecter et de caractériser des protéines sécrétées dans le milieu à des concentrations de l'ordre du nanogramme par millilitre (cas des cytokines)

De même, plusieurs travaux du laboratoire ont porté sur la solubilisation générale des protéines ^{[8, 9]} ou sur la solubilisation des protéines membranaires pour l'électrophorèse bidimensionnelle ^[10].

Par ailleurs, l'équipe participe activement aux efforts internationaux de définition de standards en analyse protéomique, coordonnés par l'organisation internationale HUPO (HUman Proteome Organization) ou par les journaux du domaine ^[11].

Cette expertise en analyse protéomique est à la source de plusieurs collaborations suivies dans le domaine, dont certaines sont financées par des contrats externes (par exemple contrats ANR)

• Lelong C, Chevallet M, Luche S and Rabilloud T
Silver staining of proteins in 2DE gels.
Methods in Molecular Biology, 2009, 519: 339-350

• Rabilloud T
Solubilization of proteins in 2DE: An outline.
Methods in Molecular Biology, 2009, 519: 19-30

• Rabilloud T
Detergents and chaotropes for protein solubilization before two-dimensional electrophoresis.
Methods in Molecular Biology, 2009, 528: 259-267

• Rabilloud T
Membrane proteins and proteomics: Love is possible, but so difficult.
Electrophoresis, 2009, 30 Suppl 1: S174-180

• Rabilloud T, Vaezzadeh AR, Potier N, Lelong C, Leize-Wagner E and Chevallet M
Power and limitations of electrophoretic separations in proteomics strategies.
Mass Spectrometry Reviews, 2009, 28(5): 816-843

• Villiers C, Chevallet M, Diemer H, Couderc R, Freitas H, Van Dorsselaer A, Marche PN and Rabilloud T
From secretome analysis to immunology: Chitosan induces major alterations in the activation of dendritic cells via a TLR4-dependent mechanism.
Molecular and Cellular Proteomics, 2009, 8(6): 1252-1264

• Chevallet M, Luche S, Diemer H, Strub JM, Van Dorsselaer A and Rabilloud T
Sweet silver: A formaldehyde-free silver staining using aldoses as developing agents, with enhanced compatibility with mass spectrometry.
Proteomics, 2008, 8(23-24): 4853-4861

• Dunn MJ, Gil C, Kleinhammer C, Lottspeich F, Pennington S, Sanchez JC, Albar JP, Bini L, Corrales F, Corthals GL, Fountoulakis MM, Hoogland C, James P, Jensen ON, Jimenez C, Jorrin-Novo J, Kraus HJ, Meyer H, Noukakis D, Palagi PM, Penque D, Quinn A and Rabilloud T
EuPA achieves visibility - an activity report on the first three years.
Journal of Proteomics, 2008, 71(1): 11-18

• Gibson F, Anderson L, Babnigg G, Baker M, Berth M, Binz PA, Borthwick A, Cash P, Day BW, Friedman DB, Garland D, Gutstein HB, Hoogland C, Jones NA, Khan A, Klose J, Lamond AI, Lemkin PF, Lilley KS, Minden J, Morris NJ, Paton NW, Pisano MR, Prime JE, Rabilloud T, Stead DA, Taylor CF, Voshol H, Wipat A and Jones AR
Guidelines for reporting the use of gel electrophoresis in proteomics.
Nature Biotechnology, 2008, 26(8): 863-864

• Rabilloud T
Mitochondrial proteomics: Analysis of a whole mitochondrial extract with two-dimensional electrophoresis.
Methods in Molecular Biology, 2008, 432: 83-100

• Rabilloud T, Chevallet M, Luche S and Lelong C
Fully denaturing two-dimensional electrophoresis of membrane proteins: A critical update.
Proteomics, 2008, 8(19): 3965-3973

• Rousselet E, Martelli A, Chevallet M, Diemer H, Van Dorsselaer A, Rabilloud T and Moulis JM
Zinc adaptation and resistance to cadmium toxicity in mammalian cells: Molecular insight by proteomic analysis.
Proteomics, 2008, 8(11): 2244-2255

• Chevallet M, Diemer H, Van Dorssealer A, Villiers C and Rabilloud T
Toward a better analysis of secreted proteins: The example of the myeloid cells secretome.
Proteomics, 2007, 7(11): 1757-1770

• Lelong C, Aguiluz K, Luche S, Kuhn L, Garin J, Rabilloud T and Geiselmann J
The Crl-RpoS regulon of Escherichia coli.
Molecular and Cellular Proteomics, 2007, 6(4): 648-659

• Lelong C, Rolland M, Louwagie M, Garin J and Geiselmann J
Mutual regulation of Crl and Fur in Escherichia coli W3110.
Molecular and Cellular Proteomics, 2007, 6(4): 660-668

• Lescuyer P, Hochstrasser D and Rabilloud T
How shall we use the proteomics toolbox for biomarker discovery?
Journal of Proteome Research, 2007, 6(9): 3371-3376

• Luche S, Lelong C, Diemer H, Van Dorsselaer A and Rabilloud T
Ultrafast coelectrophoretic fluorescent staining of proteins with carbocyanines.
Proteomics, 2007, 7(18): 3234-3244

• Rabilloud T
Keynotes on membrane proteomics.
Subcellular Biochemistry, 2007, 43: 3-11

• Rabilloud T, Luche S, Santoni V and Chevallet M
Detergents and chaotropes for protein solubilization before two-dimensional electrophoresis.
Methods in Molecular Biology, 2007, 355: 111-119

• Rabilloud T, Luche S, Santoni V and Chevallet M
Detergents and chaotropes for protein solubilization before two-dimensional electrophoresis.
Methods in Molecular Biology, 2007, 355: 111-119 - pdf

• Chevallet M, Diemer H, Luche S, van Dorsselaer A, Rabilloud T and Leize-Wagner E
Improved mass spectrometry compatibility is afforded by ammoniacal silver staining.
Proteomics, 2006, 6(8): 2350-2354 - pdf

• Chevallet M, Lescuyer P, Diemer H, van Dorsselaer A, Leize-Wagner E and Rabilloud T
Alterations of the mitochondrial proteome caused by the absence of mitochondrial DNA: A proteomic view.
Electrophoresis, 2006, 27(8): 1574-1583 - pdf

• Rivollier A, Perrin-Cocon L, Luche S, Diemer H, Strub JM, Hanau D, van Dorsselaer A, Lotteau V, Rabourdin-Combe C, Rabilloud T and Servet-Delprat C
High expression of antioxidant proteins in dendritic cells: Possible implications in atherosclerosis.
Molecular and Cellular Proteomics, 2006, 5(4): 726-736 - pdf

• Wilkins MR, Appel RD, Van Eyk JE, Chung MC, Gorg A, Hecker M, Huber LA, Langen H, Link AJ, Paik YK, Patterson SD, Pennington SR, Rabilloud T, Simpson RJ, Weiss W and Dunn MJ
Guidelines for the next 10 years of proteomics.
Proteomics, 2006, 6(1): 4-8