Meudon
Pau
1 octobre 2021
Gif-sur-Yvette
1 octobre 2021
25 novembre 2021
Programme de la journée
Les grandes avancées et enjeux de la biologie du XXIème siècle
Imagerie du cortex cérébral de souris par la technique de Brainbow révélant la complexité des circuits neuronaux et leur interconnexion (photo Inserm / Stéphane Fouquet).
Les avancées majeures réalisées ces 20 dernières années dans la connaissance du vivant ont littéralement bouleversé notre vision du monde biologique, allant de l’échelle de la molécule à celle de l’écosystème. Par quelques exemples tirés notamment du livre « Etonnant vivant », cette intervention illustrera l’émerveillement qui découle de ces découvertes et pourquoi le XXIe siècle s’annonce comme une révolution dans les sciences du vivant.
Nombre de participants : 40
Conférencier
Thierry Gaude est spécialiste en biologie de la reproduction chez les plantes à fleurs. Après des études en biologie et biochimie à l’Université de Lyon, il a été recruté au CNRS en 1983 puis a rejoint l’École Normale Supérieure de Lyon en 1992 où il a développé une équipe de recherche travaillant sur les systèmes limitant les croisements consanguins chez les plantes. Ses travaux ont été récompensés par le Prix Leconte de l’Académie des Sciences en 2001, lauréat des « Avancées majeures en biologie française » en 2007 ; il est membre EMBO depuis 2008.
Nombre de participants : 40
Biologie structurale pour l’étude de systèmes biologiques complexe Chez tous les êtres vivants, les cellules doivent relever le défi fondamental de copier avec précision leur matériel génétique au cours de divisions cellulaires successives. La réplication de l’ADN est effectuée par de grands assemblages moléculaires qui synthétisent l’ADN en continu et avec précision au cours du cycle de vie de la cellule. Ces nanomachines sophistiquées sont communément appelées, « les réplisomes ». Cependant, notre compréhension des mécanismes moléculaires qui coordonnent l’action des différents acteurs du réplisome au cours des différentes étapes du processus de réplication de l’ADN est encore fragmentaire. Sur la base de travaux réalisés au laboratoire, je présenterai comment les nouveaux développements techniques en cryo-microscopie électronique, combinés à la cristallographie aux rayons X, fournissent désormais des outils puissants pour étudier le processus de réplication de l’ADN à l’échelle atomique. Nombre de participants : 62 Légende : Structure d’un fragment d’ADN en cours de réplication par un élément du réplisome de Pyrococcus abyssi. La structure a été déterminée par cryo-microscopie électronique à une résolution de 3.7 Å et représente le complexe ternaire entre l’ADN polymérase D (en jaune et bleu), son facteur de processivité (vert) et l’ADN (gris et violet). ©Institut Pasteur Conférencier Ludovic Sauguet est un ingénieur de l’INSA et un biophysicien qui s’intéresse à la cristallographie aux rayons X de grands complexes protéiques. Après une thèse soutenue en 2008 au CEA Saclay et à l’université d’Orsay, et deux séjours postdoctoraux à l’université de Cambridge et à l’Institut Pasteur, Ludovic Sauguet a été recruté comme chargé de recherches au Département de Biologie Structurale et Chimie. Il a travaillé sur des récepteurs canaux pentamériques. Ces dernières années, il développe un projet de biologie structurale intégrative visant à décrire les mécanismes moléculaires de la réplication de l’ADN.
« Le labo en quelques mots », présentation du laboratoire Les chercheurs, ingénieurs, étudiants et stagiaires post-doctoraux du département Biologie structurale et chimie mettent en œuvre un ensemble intégré d’approches de chimie et de biologie structurale pour l’étude de systèmes biologiques complexes. Les études menées permettent d’appréhender la structure moléculaire des biopolymères (protéines et ADN) ainsi que l’impact de leurs interactions au niveau cellulaire et physiologique. La simulation et la prédiction in silico des structures moléculaires vient compléter l’ensemble d’approches mises en œuvre. Légende : DBSC étudie les objets moléculaires impliqués dans la biologie pour des échelles allant de l’Angström au micron. ©Institut Pasteur
1er avril 2022
Programme de la journée
Une cellule œuf qui ne sait pas compter !
(2013 ; Malgorzata Luksza). Ovocyte de souris avant la première division de méiose, avec son noyau en rose, ses microtubules en vert et ses centres organisateur de microtubules en bleu. Copyright : @verlhac lab
Comment à partir d’une cellule unique se forme un nouvel individu constitué de 30 milliards de cellules et 300 types cellulaires différents ? Quelle est la nature de l’information contenue dans les gamètes qui permet une telle prouesse, et en particulier celle contenue dans le gamète femelle contribuant non seulement via son génome mais aussi via ses importantes réserves cytoplasmiques à la formation d’un nouvel individu? Les ovocytes préservent leurs réserves d’origine maternelle par le biais de divisions méiotiques originales très asymétriques en taille. De la précision de ces deux divisions asymétriques dépend la qualité du gamète femelle. Dans l’espèce humaine ces divisions sont peu précises ; le taux basal d’erreurs de ségrégation des chromosomes est extrêmement élevé (10 à 20%), augmentant de manière exponentielle avec l’âge de la mère. Il s’agit d’un problème sociétal dans notre monde moderne où les femmes tendent à retarder l’âge de leur première grossesse. Dans cette intervention nous aborderons les questions de formation et positionnement des fuseaux méiotiques de l’ovocyte de souris obéissant à des règles atypiques, en partie responsables du taux basal d’erreurs de ségrégation des chromosomes.
Conférencière : Marie-hélène Verlhac
Marie-Hélène Verlhac démarre ses études à l’École normale supérieure de Lyon. En 1995, elle soutient sa thèse à l’UPMC. Après un stage postdoctoral à l’université de Californie à San Francisco, elle entre au CNRS en 1997 et devient cheffe d’équipe au laboratoire de biologie du développement en 2002. En 2011, son équipe rejoint le CIRB au Collège de France. Elle dirige le CIRB depuis 2019. En 2018, elle est nommée membre de l’EMBO. En 2021, elle reçoit la médaille d’argent du CNRS. Ses recherches portent sur l’ovogenèse des mammifères, notamment sur les divisions cellulaires asymétriques des ovocytes.
Développement d’approches innovantes en protéomique structurale Comprendre les mécanismes clés des maladies infectieuses représente le premier pas nécessaire afin de développer des traitements et des vaccins. Pour cela, disséquer au niveau moléculaire et donc à l’échelle des protéines les facteurs de virulences bactériens est de la plus haute importance. Plusieurs de ces facteurs de virulence sont de très grands assemblages de plusieurs dizaines de protéines comme les systèmes de piliation, qui permettent aux bactéries d’adhérer aux cellules de l’hôte, ou les systèmes de sécrétions qui permettent l’injection de toxines au seins de cellules cibles. La connaissance précise de l’architecture et du fonctionnement de ces grands édifices est donc d’une très grande importante dans la lutte contre les bactéries pathogènes. Néanmoins la compréhension de ces mécanismes moléculaires est très compliquée de par leurs tailles, leurs compositions et leurs dynamiques, et nécessite d’adapter nos outils. La protéomique structurale est un ensemble de techniques de spectrométrie de masse qui vise à étudier la structure des objets biologiques dans l’espace. Après une introduction générale sur la spectrométrie de masse, je présenterai deux méthodes de spectrométrie de masse structurale : le pontage covalent et la spectrométrie de masse native. Je détaillerai à travers des exemples comment grâce à ces outils, nous étudions la structure des complexes de virulence bactériens et comment les dernières innovations nous permettent de sonder la structure native de ces objets au sein même de la cellule bactérienne afin d’en comprendre le fonctionnement détaillé. Conférencier Martial Rey, chargé de recherche CNRS Martial Rey développe des techniques de spectrométrie de masse structurale pour l’analyse de la structure tridimensionnelle des protéines et des assemblages protéiques. Depuis 2015, Il a rejoint le laboratoire de Spectrométrie de Masse pour la Biologie à l’Institut Pasteur à Paris, dirigé par la Dr Julia Chamot-Rooke, où il étudie la structure des assemblages protéiques bactériens. Ces travaux ont permis la description de la structure de plusieurs complexes protéiques impliqués dans le système de sécrétion de de type VI, une arbalète moléculaire qui éjecte une flèche contenant des toxines jusque dans une cellule cible afin de la détruire. Plus récemment, il développe des approches de protéomique structurale à grande échelle qui ont permis l’identification in vivo (au sein même des cellules vivantes) de milliers de contacts protéiques dont plusieurs impliqués dans la virulence bactérienne.
Chercheur au sein du Laboratoire de spectrométrie de masse pour la biologie, Institut Pasteur/Université de Paris/CNRS, Paris
Laboratoire Unité de spectrométrie de masse pour la biologie Présentation à venir Reporté au 11 avril 2022 Programme de la journée Une cellule œuf qui ne sait pas compter ! (2013 ; Malgorzata Luksza). Ovocyte de souris avant la première division de méiose, avec son noyau en rose, ses microtubules en vert et ses centres organisateur de microtubules en bleu. Copyright : @verlhac lab Comment à partir d’une cellule unique se forme un nouvel individu constitué de 30 milliards de cellules et 300 types cellulaires différents ? Quelle est la nature de l’information contenue dans les gamètes qui permet une telle prouesse, et en particulier celle contenue dans le gamète femelle contribuant non seulement via son génome mais aussi via ses importantes réserves cytoplasmiques à la formation d’un nouvel individu? Les ovocytes préservent leurs réserves d’origine maternelle par le biais de divisions méiotiques originales très asymétriques en taille. De la précision de ces deux divisions asymétriques dépend la qualité du gamète femelle. Dans l’espèce humaine ces divisions sont peu précises ; le taux basal d’erreurs de ségrégation des chromosomes est extrêmement élevé (10 à 20%), augmentant de manière exponentielle avec l’âge de la mère. Il s’agit d’un problème sociétal dans notre monde moderne où les femmes tendent à retarder l’âge de leur première grossesse. Dans cette intervention nous aborderons les questions de formation et positionnement des fuseaux méiotiques de l’ovocyte de souris obéissant à des règles atypiques, en partie responsables du taux basal d’erreurs de ségrégation des chromosomes. Conférencière : Marie-hélène Verlhac Marie-Hélène Verlhac démarre ses études à l’École normale supérieure de Lyon. En 1995, elle soutient sa thèse à l’UPMC. Après un stage postdoctoral à l’université de Californie à San Francisco, elle entre au CNRS en 1997 et devient cheffe d’équipe au laboratoire de biologie du développement en 2002. En 2011, son équipe rejoint le CIRB au Collège de France. Elle dirige le CIRB depuis 2019. En 2018, elle est nommée membre de l’EMBO. En 2021, elle reçoit la médaille d’argent du CNRS. Ses recherches portent sur l’ovogenèse des mammifères, notamment sur les divisions cellulaires asymétriques des ovocytes. Nombre de participants : 30
Biologie du développement : du comportement individuel à la dynamique populationnelle Comment relier les comportements des cellules individuelles aux dynamiques populationnelles à l’échelle du tissu ? C’est l’une des questions posées par la biologie du développement. En utilisant des techniques d’imagerie de pointe à l’échelle de la cellule et en les combinant à des modèles mathématiques décrivant les dynamiques à l’échelle collective sur différents modèles animaux (poisson zèbre, drosophile, etc.) et plus particulièrement sur les cellules souches, les travaux du département débouchent sur des résultats pertinents pour la santé humaine. Conférencier Nombre de participants : 30
Guillaume Frasca est diplômé de l’ESPCI et docteur en biophysique de l’Université Paris Diderot. Sa thèse portait sur le contrôle de l’organisation cellulaire et l’application de ces techniques à la différenciation de cellules souches. Il a par la suite travaillé en tant que journaliste scientifique puis pour des acteurs caritatifs soutenant la recherche (Fondation ARC pour la recherche sur le cancer, France Alzheimer). Il a rejoint en 2021 l’Institut Pasteur comme manager auprès des départements de Biologie du développement et cellules souches, de Biologie cellulaire et infection et d’Immunologie.
Laboratoire de biologie du développement et cellules souches Equipes disponibles pour la visite Nombre de participants : 30
5 avril 2022
Programme de la journée
De la génétique à la génomique
La génétique est une science “récente” (Gregor Mendel 1822-1884) qui se développa d’abord en dehors de toute interprétation physique. Il faudra attendre 1915 pour que soit développée la théorie chromosomique de l’hérédité. La seconde moitié du XXème siècle sera l’age d’or de la génétique moléculaire (structure de l’ADN, élucidation du code génétique, les gènes et leur régulation, etc…).
La suite illustre parfaitement la phrase de Sydney Brenner (Nobel 2002) ” Les progrès en sciences dépendent des nouvelles techniques, des nouvelles découvertes et des nouvelles idées, sans doute dans cet ordre“. En effet, le développement, en quelques années, de méthodes extrèmement puissantes de séquencage de l’ADN, de stockage et d’analyse computationnelle des données a ouvert la voie à un nouveau monde, la génomique, dont on commence seulement à réaliser la puissance et les applications qui, évidemment, doivent être maitrisées.
Conférencier
Pierre NETTER
Professeur émérite à Sorbonne-Universités, Pierre Netter a effectué sa carrière au Centre de génétique moléculaire puis à l’Institut Jacques Monod où il a été responsable d’une équipe de recherche en génétique moléculaire, génomique et microbiologie. Il a été membre de nombreux jurys et instances d’évaluation, directeur de l’école doctorale «la Logique du Vivant» de 1994 à 2008 et président du Conseil scientifique de l’UFR des Sciences de la Vie de l’UPMC. Il assume la fonction de chargé de mission communication à l’INSB depuis septembre 2017.
Un monde de microbe Le monde microbien a colonisé l’ensemble de la planète et représente 50 % de la biomasse sur terre : de l’ordre de 1030 cellules et 1031 particules virales nous entourent et, pour certaines, nous habitent. Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), inventeur du microscope, fut probablement le premier à observer, une communauté microbienne provenant du grattage de ses dents : la microbiologie était née. Grâce à de nombreux développements technologiques, nous avons pu commencer l’inventaire de l’ensemble des micro-organismes de notre planète et appréhender leurs diversités, leurs rôles et leur importance. Quel bilan aujourd’hui ? La masse d’information est impressionnante et démontre bien la grande diversité du monde microbien. En revanche, nous sommes encore loin d’avoir compris le fonctionnement de ces écosystèmes complexes. Nous discuterons de la manière d’étudier ces communautés, des dernières grandes découvertes du domaine et des défis à venir. Nombre de participants : Conférencier Martial Marbouty, chargé de recherche au CNRS, chercheur dans l’unité « Régulation Spatiale des Génomes » dirigé par Romain Koszul, UMR3525, Institut Pasteur. Martial Marbouty a obtenu un doctorat de l’université Paris Saclay (Orsay – Paris 11) en microbiologie en 2009. Après un post-doctorat dans le groupe nouvellement crée de Romain Koszul à l’institut Pasteur, il est recruté au CNRS en 2016 pour travailler dans cette même unité. Il développe de nouveaux outils moléculaires afin d’analyser la dynamique des communautés microbiennes et étudier les éléments génétiques mobiles (virus, plasmides …) et leurs impacts sur les micro-organismes. Depuis 2017, il est en charge du TP « métagénomique » au sein du cours Pasteur « analyse des génomes » et enseigne cette discipline au sein du réseau international des « Institut Pasteur ».
« Le labo en quelques mots », présentation du laboratoire A venir