Inventaire
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LAFONTAINE Denis



Unités


Biologie moléculaire de l'ARN

Responsable d'Unité : Oui

L'ARN joue un rôle central dans l'expression des gènes. Le laboratoire du métabolisme de l'ARN se construit autour d'une question unique : pourquoi tous les ARN fonctionnent-ils dans la cellule en association étroite avec des protéines sous la forme de particules RiboNucléoProtéiques ou RNP. Le laboratoire étudie les modes de synthèse et de fonction des RNP dans les cellules saines et malades. L'organisation sous la forme de RNP est universelle et concerne toutes les classes d'ARN. Les défauts de biogenèse ou de fonction des RNP sont le pendant de maladies auto-immunes et génétiques humaine graves. Nos études fondamentales se doublent donc d'un intérêt biomédical majeur. Notre paradigme expérimental principal est le ribosome eucaryote. Cette RNP de grande taille est principalement synthétisée dans un compartiment spécialisé de la cellule: le nucléole. Les mécanismes de morphogénèse du nucléole retiennent donc également toute notre attention. Par ailleurs, la fonction nucléolaire fournit un excellent signal de l'activité cellulaire globale et les cellules cancéreuses expriment en quantité accrue des protéines nucléolaires spécifiques qui constituent donc autant de marqueurs de pronostiques et de diagnostiques du cancer. Nous nous intéressons également de très près à ces antigènes nucléolaires.

Projets


Automation et Morphométrie Quantitative

En biologie cellulaire, il est fréquent que toutes les cellules d'une population ne présentent pas le même phénotype, un concept connu sous le terme de 'pénétrance' qu'il est indispensable de rencontrer par l'approche statistique. La morphométrie quantitative vise à la caractérisation numérique détaillée, et validée statistiquement, d'objets divers tels que des types cellulaires distincts ou des structures sous-cellulaires particulières (par exemple des organelles). Ceci inclut, le dénombrement d'objets, le calcul de leur diamètre, surface, volume, le pourcentage de chevauchement entre différents objets (co-localisation), etc. La reconnaissance des structures cellulaires et sous-cellulaires peut s'effectuer sur base de leur morphologie particulière (marquages histochimiques), sur la base de leur fluorescence (utilisation de rapporteurs protéiques ou ribonucléiques). Un aspect essentiel de notre travail consiste en la segmentation de l'image (voir illustration), ç-à-d le paramètrage précis de logiciels d'analyses menant à la reconnaissance autonome et à la discrimination d'objets d'intérêts. En combinant les techniques de criblages robotisés, dites à 'hauts débits', qui permettent d'analyser des centaines d'échantillons sans l'intervention d'opérateurs, à celle de la reconnaissance morphométrique par des logiciels 'intelligents', nous serons à même, par exemple, de (i) dénombrer des bactéries dans le cytoplasme de macrophages, (ii) tester l'effet de plusieurs dizaines de milliers de molécules synthétiques ('drug design') sur des voies de différentiation de cellules souches ou (iii) sur le patron de localisation sous-cellulaire d'un antigène d'interêt (par ex. relocalisation dynamique dans le cytoplasme d'un récepteur membranaire). Des applications macroscopiques, telles que le dénombrement de plaques de lyses, ou le calcul de la distribution relative de plusieurs espèces de microorganismes pathogènes sont possibles. Le dévelopement de protocoles à haute résolution est mené en collaboration avec le Service du Métabolisme de l'ARN de l'Université Libre de Bruxelles.

Surveillance à ARN chez les eukaryotes

Identification et caractérisation des mécanismes de la surveillance à ARN. Dans la cellule, les ARN sont produits sous la forme de précurseurs qui doivent subire de nombreuses étapes de maturation (par ex. clivage, modification covalente, assemblage avec des protéines, transport, etc) avant de devenir fonctionnels. Chacune de ces étapes est soumise à un taux d'erreurs. Chaque erreur peut avoir des conséquences létales pour la cellule. Dans ce projet, nous étudions les mécanismes de « contrôle de qualité » développé par la cellule pour reconnaître les ARN aberrants et les dégrader rapidement.