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Accueil > Départements > Biologie Cellulaire > Nathalie BONNEFOY : Biogenèse et fonctionnement des complexes OXPHOS mitochondriaux chez les levures et les mammifères

Nathalie BONNEFOY : Présentation de l’équipe

Les mitochondries sont des organites présents chez les eucaryotes dont la fonction principale est la production d’ATP. Chez l’homme des déficiences mitochondriales sont observées dans des maladies métaboliques, neuro-dégénératives et des cancers. Nous utilisons les levures pour étudier la biogenèse mitochondriale, mimer des maladies mitochondriales et cribler de nouvelles molécules thérapeutiques.

Les mitochondries sont des organites très dynamiques, essentiels à la vie de la cellule eucaryote. Leur principale fonction est la production d’ATP par la Phosphorylation Oxydative via les complexes OXPHOS qui sont des enzymes localisés dans la membrane interne mitochondriale. Ces complexes ont une double origine génétique : quelques sous-unités sont codées par le génome mitochondrial tandis que toutes les autres sont codées par le génome nucléaire, importées dans la mitochondrie et assemblées avec celles d’origine mitochondriale et les co-facteurs. Les protéines nécessaires à la maintenance, la régulation et l’expression du génome mitochondrial, ainsi que les facteurs d’assemblage requis pour la formation des complexes OXPHOS sont codés par le génome nucléaire. Un couplage optimal entre la synthèse des sous-unités et leur assemblage en complexes OXPHOS est facilité par le fait que les ribosomes mitochondriaux sont liés à la membrane mitochondriale.

Biogénèse Miotochondriale

Les levures sont des organismes de choix pour étudier ces processus car elles peuvent fermenter et peuvent ainsi survivre en l’absence de respiration et deux modèles complémentaires sont utilisés dans notre équipe. Premièrement, la levure Saccharomyces cerevisiae qui a une forte capacité fermentaire et pour laquelle il existe de nombreux outils expérimentaux. Deuxièmement, la levure Schizosaccharomyces pombe dont la physiologie et la structure du génome mitochondrial sont plus semblables à celles des cellules humaines. A ce jour, très peu de laboratoires utilisent S. pombe pour des études sur la mitochondrie.

Du point de vue sociétal, l’étude de la biogenèse et de la fonction mitochondriale présente un intérêt fondamental mais aussi médical et agronomique. Les fonctions mitochondriales sont affectées non seulement dans des maladies métaboliques mais aussi dans des cancers et des maladies neuro-dégénératives comme la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer. De plus, des molécules thérapeutiques ciblant le complexe III de la chaîne respiratoire sont utilisées comme agents anti-microbiens contre le parasite du paludisme et des champignons pathogènes.

Protéine Bcs1

Notre but est de disséquer les bases moléculaires des différentes étapes de la biogenèse mitochondriale, en particulier le métabolisme et la traduction des ARNm et l’assemblage des complexes OXPHOS ainsi que leur mécanisme catalytique. Nos travaux et ceux d’autres laboratoires ont clairement montré que ces différentes étapes sont liées intimement.

Nous nous intéressons particulièrement aux facteurs nucléaires contrôlant ces étapes, leur mécanisme d’action et à la détermination de leur place au sein du réseau d’interactions génétiques et biochimiques qui permet la formation d’une chaîne respiratoire fonctionnelle et une synthèse d’ATP efficace. Pour ces recherches, nous utilisons une variété de techniques expérimentales complémentaires génétiques, biochimiques et biophysiques car ces études nécessitent une approche intégrative pour comprendre les relations entre biogenèse et fonctionnement mitochondrial.

Nous interagissons avec des laboratoires médicaux étudiant les dysfonctionnements mitochondriaux dans les maladies humaines et nous utilisons les levures comme modèle afin de comprendre les déficiences moléculaires responsables des pathologies, d’identifier de nouveaux mécanismes compensatoires et de rechercher des molécules thérapeutiques qui pourrait restaurer la fonction respiratoire.

Mots-clefs

Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Mitochondries, Complexes respiratoires, Expression du génome mitochondrial, Génétique de levures, Transformation mitochondriale, Biochimie des protéines membranaires, Criblage de drogues

Contact


BONNEFOY Nathalie [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Bonnefoy N. - Biogenèse et Fonctionnement des Complexes OXPHOS Mitochondriaux chez les levures et les mammifères [Responsable]
01 69 82 31 75 Gif - Bât 26

publié le , mis à jour le