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Métabolisme de l'ARN [RNA Metabolism] (ARN)
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Biologie moléculaire (unité ULB628)

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. [RNA is central stage in gene expression. The 'RNA Metabolism' Lab is trying to understand why all cellular RNAs are working in very close association with proteins within so-called RiboNucleoProtein particles or RNPs. My Lab is interested both in the modes of synthesis and function(s) of the RNPs under normal and disease situations. Defects in the synthesis and/or function(s) of the RNPs irremediably lead to severe human auto-immune and genetic diseases. Our fundamental research therefore has clear biomedical implications. One of our our major experimental paradigm is Eukaryotic Ribosome. These large RNPs are mostly synthesized within a specialized subcellular compartment: the nucleolus. Nucleolar morphogenesis is therefore also of great interest to the Lab. Nucleolar function provide an excellent readout for the overall cellular activity and cancer cells specifically over express nucleolar proteins which are thus potent markers for diagnosis and prognosis. Our research also focuses on these nucleolar proteins. ]



coordonnées / contact details


Métabolisme de l'ARN [RNA Metabolism]
tel +32-2-650.97.71, fax +32-2-650.97.47, denis.lafontaine@ulb.ac.be
http://www.ulb.ac.be/sciences/rna
Campus de Charleroi - Gosselies (Biopark), Institut de Biologie et de Médecine Moléculaires
CP300, rue des Professeurs Jeener et Brachet 12, 6041 Charleroi (Gosselies)

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsable / head


Prof. Denis LAFONTAINE


composition / members


Jonathan DELHERMITTE Roxane DE WALQUE Nathalie DUMONT Floriane DUPOND Jean-Louis LANGHENDRIES Emilien NICOLAS Vicky STAMATOPOULOU Lionel TAFFOREAU Yves-Rémi VAN EYCKE Ludivine WACHEUL Christiane ZORBAS


projets / projects


Surveillance à ARN chez les eukaryotes [Eukaryotic RNA surveillance]
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. [Identification and characterization of Eukaryotic RNA surveillance mechanisms.Within a cell, RNAs all undergo numerous maturation steps (processing, covalent modification, assembly with proteins, transport, etc) prior to becoming functional. Each step is prone to an error rate. Each error has potential lethal consequences for the cell. In this project, we are studying the 'quality control' mechanisms that eukaryotic cells developed to target aberrant RNAs for degradation.]

Automation et Morphométrie Quantitative [Automation and Quantitative Morphometry]
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. [In Cell Biology, it is quite frequent that within a population not all cells show the same phenotype, a phenomenon known as 'penetrance' that has to be met by statistical approaches. Quantitative morphometry precisely aims at the statistically validated numerical characterization of various objects such as the different cell types or particular sub-cellular structures (for example the organelles). It includes counting objects, calculation of their diameter, surface, volume, level of the co-localization of different antigens etc. The recognition of the cellular and sub-cellular structures can either be done on the basis of their particular morphology (histochemistry) or on the basis of their fluorescence (using protein or RNA reporters). A key aspect of our work consists in the segmentation of the images (see the illustration), i.e. the exact determination of the parameters used by the imaging software for the autonomous recognition and discrimination of the objects of interest. By combining automated analysis techniques (high-content analysis), which allow to analyze numerous samples without the intervention of a human operator, with software trained to perform automatic recognition and morphometric analysis, we will be in a position to, for example, (i) determine the number of bacteria in the cytoplasm of macrophages, (ii) test the effects of dozens of synthetic molecules ('drug design') on stem cell differentiation or (iii) on the sub-cellular localization pattern of antigens of interest (for ex. the dynamic re-localization of a membrane receptor in the cytoplasm). Macroscopic applications such as lytic plaque analysis or the calculation of the relative distribution of several species of pathogenic organisms are possible. The development of working protocols is done in collaboration with the RNA metabolism laboratory of the Université Libre de Bruxelles. ]



publications





theses


Nathalie Leporé, 'La « surveillance nucléolaire » : étude des mécanismes de contrôle de qualité de la biogenèse des ribosomes', Université Libre de Bruxelles, 2011

Stéphanie Schillewaert, 'Etude de la maturation et de l'assemblage du ribosome eucaryote : caractérisation de nouveaux facteurs trans-, Université Libre de Bruxelles, 2011

Alexis LEPLUS, 'Etude de facteurs intervenants dans la biogenèse de la petite sous-unité ribosomique dans différentes conditions de croissance', Université Libre de Bruxelles, 2010

Sonia GALLIOT, 'A la recherche des AgNORs : une famille de protéines nucléolaires conservées et marqueurs potentiels du cancer', Université Libre de Bruxelles, 2010

Sabine RUIDANT, 'Visualisation des arbres de Noël de Mïller par immunoprécipitation de chromatine (ChIP) et mise en évidence d'un mécanisme de surveillance nucléolaire des ARN ribosomiques', Université Libre de Bruxelles, 2008

Tran HOANG, 'Identification and functional characterization of trans-acting factors required for Eukaryotic Ribosome Synthesis', Université Libre de Bruxelles, 2008

Geoffroy COLAU, 'La triméthylguanosine synthase (TGS1) : implication dans la morphogenèse nucléolaire et caractérisation de son environnement physique et fonctionnel', Université Libre de Bruxelles, 2007



collaborations


Marc Thiry, Université de Liège, Laboratoire de Biologie Tissulaire et Cellulaire, Liège, Belgique

Dr Valérie Heurgué-Hamard, Institut de Biologie Physico-Chimique, CNRS, UPR9073, Paris, France

Dr Marc Graille, Université Paris-Sud, IFR115, Paris, France



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


Microscope à épifluorescence Zeiss, PCR quantitative, microcopie à fluorescence à haut débit, phosphorimager

Techniques liées à la culture des microorganismes (bactéries, levures) et les cellules humaines. Techniques liées aux manipulations de l'ARN (Northern-blot, elongation d'amorces, marquage métaboliques, cartographies à la RNase,...). Biologie Moléculaire, Biochimie, Génétique, Protéomique et Biologie Cellulaire chez S. cerevisiae et dans les cellules humaines en culture



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


biogenèse des particules ribonucléoprotéques (rnps) chez les eucaryote biologie moléculaire et cellulaire expression des gènes médecine moléculaire ribosome


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Acides nucléiques, synthèse des protéines Biologie cellulaire Biologie moléculaire

arn expression des gènes imagerie cellulaire


codes technologiques DGTRE


Acides nucléiques, synthèse des protéines Bio-informatique, informatique médicale, biométrie Biophysique physiologique Biotechnologie Techniques d'imagerie et traitement d'images