Projet ANR-06-BLAN-0266 – misfoldiseaz : Assembly and propagation of the yeast prions Ure2p and Sup35p, a multidisciplinary in vitro, in silico and in vivo study of misfolding diseases
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD (CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique
Montant : 260000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : L'agrégation des protéines à la suite de leur dépliement partiel ou repliement alternatif est à l'origine de plus de 20 maladies chez l'homme que l'on appelle « maladies conformationelles » qui se manifestent par des dégénérescences cellulaires. Ces maladies sont intimement liées au vieillissement des populations auxquelles nos sociétés développées seront de plus en plus confrontées. Les maladies neurodégénératives illustrent le mieux les conséquences humaines, de diminution de l'espérance et qualité de vie et économiques de ces maladies. Les études ayant pour objectif de comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de l'agrégation de polypeptides en oligomères de masse moléculaires élevées et en fibres à la suite de leur dépliement partiel ou repliement alternatif sont à la pointe de la recherche innovante. La découverte dans la levure de protéines prions (Ure2p et Sup35p) à l'origine d'une hérédité structurale qui se manifeste par l'apparition des phénotypes [URE3] et [PSI+] qui sont dominants, invasifs et transmissibles. Ces protéines, comme la Huntingtine à l'origine de la maladie de Huntington, possèdent un domaine très riche en résidus glutamine (Q) et asparagine (N) et peuvent de ce fait servir aussi de modèle pour documenter les mécanismes fondamentaux d'agrégation de polypeptides impliqués dans des maladies dégénératives autres que celles dues aux prions. Le projet présenté ci-dessous a pour objectif : 1- d'identifier les bases moléculaires de la conversion de polypeptides natifs, solubles, en fibres insolubles. 2- de déterminer la première structure détaillée de la forme fibrillaire de prions et polypeptides riches en résidus Q et N dans leur forme entière et produite dans des conditions expérimentales non-dénaturantes. 3- d'examiner l'influence de la structure primaire des prions et polypeptides riches en résidus Q et N sur leurs propriétés d'oligomérisation. 4- d'identifier les précurseurs des formes fibrillaires des prions et polypeptides riches en résidus Q et N. 5- de générer la première étude détaillée de l'effet des chaperons moléculaires sur l'assemblage des prions et polypeptides riches en résidus Q et N. 6- d'identifier les espèces des prions et polypeptides riches en résidus Q et N de masse moléculaire élevées infectieuses et/ou toxiques pour la cellule et leur caractérisation structurale et fonctionnelle. Un éventail d'approches in vitro et in vivo mettant en oeuvre des simulations de la dynamique moléculaire, des techniques biochimiques, biophysiques, de biologie moléculaire et cellulaire sera mis en oeuvre pour mener à bien ce projet.  L'un des aspects les plus innovants de ce projet est l'association des simulations de dynamique moléculaire à l'examen in vitro et in vivo des propriétés d'assemblage des protéines afin de caractériser les interactions inter- et intra-moléculaires dans les oligomères de masse moléculaire élevés. Une autre innovation majeure réside dans l'identification de toutes les protéines impliquées dans la propagation des prions. De nouvelles techniques ou approches seront mises en oeuvre pour caractériser les espèces oligomériques associées à la mort cellulaire. Le rôle de tous les chaperons moléculaires de cellules eucaryotes dans la régulation de l'assemblage des prions et polypeptides riches en résidus Q et N en oligomères de masse moléculaire élevées sera documenté. Ce travail représente une opportunité unique pour identifier le rôle des chaperons moléculaires dans les désordres cellulaires causés par l'agrégation de polypeptides natifs car toutes les études menées jusqu'à présent ont fait appel à des formes tronquées de prions et des polypeptides insolubles riches en résidus Q et N.  L'identification des bases moléculaires de la conversion de polypeptides natifs, solubles, en fibres insolubles, la caractérisation structurale des espèces pré-fibrillaires des prions et polypeptides riches en résidus Q et N, considérés aujourd'hui comme les plus toxiques pour la cellule et .