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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. ]

Liste des publications (format PDF)

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

Timothy Hughes, University of Toronto, Best and Banting Institute, Toronto, Canada

Yvonne Osheim & Ann Beyer, University of Virginia, Dept. of Microbiology, Charlottesville, Etats-Unis (USA)

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

Michaël & Rebecca Terns, Univ. of Gerorgia, Athens, Etats-Unis (USA)

Anita Corbett, Emory Univ School of Medecine, Atlanta, Etats-Unis (USA)

Pr N Leulliot, Université Paris-Descartes, Cristallographie des macromolécules biologiques, Paris, France

Prof Ulrike Kutay, Swiss Federal Institute of Technology, Biochimie, Zurich, Suisse

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

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

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