Résonance magnétique Nucléaire

Luminita Duma

Sonder l'infiniment petit. C'est l'objet de la résonance magnétique nucléaire (RMN), une technique spectroscopique qui exploite les propriétés magnétiques de certains noyaux d'atomes pour fournir des informations sur les molécules.

Chercheuse au laboratoire génie enzymatique et cellulaire (GEC), Luminita Duma en est une spécialiste. Elle développe de nouvelles applications de la RMN, notamment pour l'étude des protéines membranaires : "Ces protéines constituent des portes dans la membrane des cellules des organismes vivants. A travers elles, des nutriments, des ions, des déchets peuvent pénétrer dans la cellule ou la quitter, ce qui garantit son intégrité et son bon fonctionnement. Elles jouent donc un rôle clé dans la fonction cellulaire et leurs anomalies sont à l'origine de nombreuses maladies, ce qui en fait des cibles très intéressantes pour les médicaments. La RMN est une technique prometteuse pour caractériser ces molécules difficiles à étudier. Elle peut apporter des informations sur leur structure dans l'espace (la position des atomes qui les composent) : ces données sont indispensables pour concevoir des médicaments plus efficaces, or, aujourd'hui, nous ne connaissons la structure que de 1 % des protéines membranaires. Elle permet également d'explorer leur dynamique locale (comment les noyaux bougent-ils ?), ce qui est essentiel pour mieux comprendre la fonction de la protéine."

Luminita Duma s'intéresse en particulier à la TSPO (translocator protein), une protéine membranaire principalement exprimée dans les cellules synthétisant les hormones stéroïdiennes (corticoïdes, hormones sexuelles, etc.), dont le cholestérol est un précurseur : "Cette spécificité indique qu'une de ses fonctions est de transporter le cholestérol dans les cellules. Je souhaite donc mettre au point un protocole d'étude par RMN permettant non seulement de déterminer la structure de la TSPO, mais aussi d'analyser la mobilité des noyaux de la molécule en la présence et en l'absence du cholestérol, pour confirmer son rôle dans le transport de cette substance."

Pour cela, il faut d'abord exprimer la protéine par culture bactérienne et ensuite concevoir un modèle membranaire : une membrane simplifiée, composée d'une bicouche de différents lipides mimant la membrane réelle des cellules, afin d'y incorporer la protéine. C'est le premier défi du projet, car il s'agit de reconstituer l'environnement dans lequel la protéine aura la conformation et le comportement les plus proches possibles de ceux qu'elle a dans le milieu vivant.

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