Plateforme intégrée de biophysique et de biologie structurale (PIBBS)

Des outils de biologie et biophysique pour la caractérisation structurale de macromolécules biologiques, de leur dynamique et associations.

Site de la plateforme

Plateforme intégrée de biophysique et de biologie structurale (PIBBS)

Des outils de biologie et biophysique pour la caractérisation structurale de macromolécules biologiques, de leur dynamique et associations.

Site de la plateforme

Plateforme intégrée de biophysique et de biologie structurale (PIBBS)

Hébergée au Centre de biochimie structurale (CBS), la plateforme PIBBS est composé de neuf plateaux dédiés à la biologie structurale intégrative : modélisation macromoléculaire et de complexes protéine-ligand, radiocristallographie à haute résolution, spectroscopie liquide par RMN, cryo-microscopie et cryo-tomographie électronique, microscopie à force atomique, microscopie de fluorescence (smFRET et suivi de particules uniques), spectroscopie de fluctuation de fluorescence (FCS et FCCS), pinces optiques et magnétiques, analyse SAXS.

La spécificité et le point fort de la plateforme sont de rassembler au sein d’une même structure des méthodes de biologie structurale (RMN, RX, ME, bio et chemo-informatique) et des techniques de pointes de biophysique (AFM, microscopies optiques avancées en fluorescence). PIBBS offre une combinaison unique d'outils pour la caractérisation structurale de macromolécules biologiques, de leur dynamique et de leurs associations.

Expertises et services

Analyse bioinformatique et développement d’outils de modélisation structurelle à homologie très basse (découpage de protéines, prévision des ligands, criblage in silico).
Analyse RMN pour la détermination de structures en solution et les études d'interactions protéines-protéines ou acide nucléiques-protéines,
Cristallographie pour la détermination de structures à haute résolution,
Cryo-microscopie électronique et tomographie,
Microscopie à force atomique (AFM) combinée à la microscopie de localisation de molécules uniques et AFM haute vitesse,
Caractérisation biophysique structurale de routine (diffusion de la lumière, dichroïsme circulaire, fluorescence standard),
Spectroscopie de fluorescence avancée (FCS, FCCS, RICS, number and brigthness, fast-FLIM, single molecule, FRET et PIE),
Microscopie de fluorescence avancée (PALM/STORM),
Outils de chimio-informatique pour la création et la gestion de bases de données de composés et de réactions chimiques, élucidation de leurs structures et conception de médicaments.

Moyens et équipements

Calcul : serveur de 280 coeurs et 100 To pour la bioinformatique et chimio-informatique, et serveur de 248 coeurs, 10 GPU et 500 To pour la microscopie électronique,
Résonance magnétique nucléaire (RMN) : spectromètres 800 MHz et 700 MHz (Bruker) avec cryo-sondes et 600 MHz (Bruker) avec sonde haute pression,
Cristallographie : Hamilton Starlet, Formulatrix, Mosquito Nanodispenser,
Microscopie électronique : microscope Jeol 2200FS 200 kV avec filtre d’énergie, CP3 Plunge (Gatan), Digital Micrograph, SerialEM, Vitrobot (FEI),
Microscopie de force atomique : 2 microscopes Nano (Bruker) multimodes avec contrôleurs Nanoscope IIIa ou VIII, 2 microscopes JPK couplés pour la détection de molécules uniques, prototype HS-AFM (Toshio Ando) et X-AFM,
Microscopie et spectroscopie de fluorescence avancées : FCS 2 photons, smFRET TCSPC, 2 photons STED, PALM, TIRF/MFM, AxioImager (Zeiss), Anton Paar MCR 500 couplé FCS,
Caractérisation : ITC/DSC MicroCal, appareil de diffusion de la lumière statique et dichroïsme circulaire Chirascan (Applied Photophysics), lecteur de plaque Safire 2 (Tecan), lecteur de plaque LB940 (Berthold), appareil de diffusion de la lumière (Malvern), lecteur de gel Typhoon FLA 9500, lecteurs de plaque CLARIOstar et Synergy H1, NanoDSF (Tycho), Thermalshift (QPCR) et SEC-MALS.

<hr>Recrutement de CD9 au niveau des sites de bourgeonnement du virus HIV-1 sur des cellules HeLa imagées par AFM (A et D), fluorescence (B et E) et STORM (C et F).

<hr>Génération d'excitation alternée picoseconde à partir d'une source laser super-continuum pour des expériences de smFRET.

Comment soumettre un projet ?

Pour soumettre un projet à PIBBS, envoyez un mail à Martin Cohen-Gonsaud, responsable scientifique. La plateforme est ouverte aux chercheurs académiques et aux entreprises. Les utilisateurs peuvent utiliser les équipements de façon autonome et payante. Dans la pratique, la plupart des projets traités au sein de la plateforme sont complexes et au long cours. Ils prennent ainsi souvent la forme d’une coopération scientifique, impliquant l’expertise complémentaire de nombreux chercheurs et ingénieurs hautement qualifiés.

Exemple d'utilisation

Etude des protéines d'interaction RNAP chez M. tuberculosis, agent de la tuberculose

Le développement de nouvelles thérapies contre la tuberculose nécessite la connaissance des mécanismes régulateurs spécifiques de l'expression des gènes permettant à M. tuberculosis (Mtb) de survivre à un traitement antibiotique et de provoquer une infection récurrente. L'équipe de Konstantin Brodolin à l’Institut de recherche en infectiologie de Montpellier (IRIM) a montré que l'initiation de la transcription de Mtb diffère de celle de la bactérie paradigme, E. coli (EcoRNAP), car elle nécessite une protéine de liaison (RbpA) à l’ARN polymérase (RNAP).

PIBBS a utilisé le transfert d’énergie de résonance de Förster (smFRET) sur molécules uniques pour démontrer que les sous-unités des facteurs d’initiation de la transcription existent sous la forme d’états ouverts et fermés, même après liaison à l’ARN polymérase chez E. Coli. Dans le cas de Mtb, la conformation ouverte est uniquement présente après liaison à la protéine activatrice RbpA et interaction avec l'ADN promoteur. Ces résultats révèlent que la dynamique conformationnelle de la sous-unité de l'holoenzyme RNAP constitue une cible pour la régulation par des facteurs de transcription et joue un rôle essentiel dans la reconnaissance du promoteur.

Pour en savoir plus : Vishwakarma R.K. et al. (2018). Single-molecule analysis reveals the mechanism of transcription activation in M. tuberculosis. Science Advances, 4(5):eaao5498.