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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Mohammad CHORFA (IBS/Groupe Synchrotron)
DESCRIPTION:Effets de la dynamique structurale d’une famille de protéines fluorescentes infrarouges sur leurs propriétés de fluorescence\nRésumé : \nCe travail de thèse consiste en une étude structurale approfondie d’une famille de protéines fluorescentes infrarouges (IFP) développées à partir du bactérophytochrome d’une bactérie Gram-négative du genre Bradyrhizobium\, constituée de la protéine mIFP et de ses variants décalés vers le bleu iBlueberry et iBlueberry2. Les IFP présentent un fort intérêt en imagerie de corps entier en raison de l’existence d’une fenêtre optique des tissus entre 650 et 900 nm\, au-dessus du domaine de longueur d’onde dans lequel l’hémoglobine et la déoxi-hémoglobine absorbent\, et en-dessous du domaine dans lequel l’eau et les lipides absorbent et diffusent la lumière. Les protéines étudiées ici présentent un pic d’émission de fluorescence entre 660 et 720 nm. \nLe bactériophytochrome et les IFP qui en sont dérivées utilisent la biliverdine\, un produit du catabolisme des hèmes\, comme chromophore afin d’absorber la lumière entre 640 et 690 nm. L’étude structurale a permis de montrer qu’une boucle localisée au voisinage de la biliverdine pouvait aborder un grand nombre de conformations\, à la différence des autres phytochromes et IFP étudiés jusqu’à présent\, où cette boucle ne semble posséder qu’une seule conformation. La conséquence de cette fluctuation conformationnelle est la présence d’une configuration du chromophore jamais encore observée menant à une conformation compacte du macrocycle formé par les quatre cycles pyrroles de la biliverdine\, distincte de la conformation linéaire\, ou étendue\, habituellement observée. Les spectroscopies d’absorption UV-Visible et d’émissions de fluorescence in crystallo\, c’est-à-dire directement appliquées aux cristaux\, ont permis de montrer que la conformation compacte du chromophore menait à un pic d’émission de fluorescence au-delà de 760 nm pour iBlueberry et iBlueberry 2\, et de 800 nm pour mIFP. Cette conformation semble être favorisé par l’empilement cristallin\, et être seulement très faiblement peuplée en solution. \nL’analyse des séquences de bactériophytochromes et d’IFP a permis de mettre en évidence la conformation particulière du coude beta au début de la boucle en question. L’ingénierie de ce coude beta chez un membre d’une autre famille de protéines fluorescentes a montré qu’elle permettait effectivement d’augmenter la plasticité de la boucle. \nCe travail donne des pistes pour modifier la configuration du chromophore au sein de la protéine par ingénierie rationnelle\, notamment en utilisant des méthodes basées sur l’intelligence artificielle\, et ainsi permettre d’obtenir de nouvelles IFPs avec des maxima d’émission en plein milieu de la fenêtre optique des tissus\, afin de mieux utiliser celle-ci dans des expériences de marquage à plusieurs couleurs en imagerie tissulaire ou de corps entier. \nContact :ibs.seminaires@ibs.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-de-mohammad-chorfa-ibs-groupe-synchrotron/
LOCATION:IBS – Salle des séminaires\, IBS 71 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38042\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Espérance AHO (IBS/Groupe Structure et Activité des Glycosaminoglycanes)
DESCRIPTION:Structural and Functional effect of CXCL12/Heparan Sulfate Interactions at the Cell Surface\nRésumé : \nThe glycocalyx is a protective layer covering the surface of cells\, particularly endothelial cells\, and represents a major regulator of cell-environment interactions. It functions as a mechanical barrier\, a mechanosensor\, and a signalling platform that controls vascular permeability. In inflammatory and tumor contexts\, alterations in glycocalyx structure and density promote increased cell adhesion\, extravasation\, and metastatic dissemination. Structurally\, the glycocalyx is composed of glycolipids\, glycoproteins and proteoglycans bearing glycosaminoglycan (GAG) chains\, including heparan sulfate (HS). These linear polysaccharides\, organized into sulfated and non-sulfated domains\, interact with numerous proteins\, including growth factors and chemokines\, thereby modulating their bioavailability and biological activity. Notably\, chemokine-HS interactions are essential for the formation of chemotactic gradients involved in leukocyte recruitment\, inflammatory extravasation\, and tumor progression. The chemokine CXCL12 (stromal cell-derived factor-1\, SDF-1)\, a member of the CXC chemokine family\, exists as six distinct isoforms generated by alternative splicing of the CXCL12 gene. These isoforms share a common N-terminal sequence but differ in their C-terminal extensions\, which influence their interactions with HS. Among them\, CXCL12γ isoform\, characterized by its exceptionally high affinity for HS\, represent a particularly relevant candidate. \nThis work builds upon previous findings from our group showing\, using biophysical approaches (QCM-D\, FRAP)\, that CXCL12 is able to induce cross-linking of HS chains on biomimetic surfaces\, resulting in HS rigidification\, decreased layer thickness\, and reduced HS lateral mobility. These observations suggest that chemokine-HS interactions can modify the physical properties of HS beyond a simple ligand-presentation role. The central hypothesis of this project is that binding of the CXCL12γ to HS induces remodelling of the endothelial glycocalyx at the cell surface thereby changing cellular mechanical properties and promoting immune cell adhesion. Here\, we investigate the impact of CXCL12γ on HS organization across molecular\, nanoscale\, and cellular levels by combining biomimetic surfaces\, biophysical approaches\, super-resolution microscopy\, and cell-based assays. \nWe show that CXCL12γ reorganizes HS chains at the endothelial cell surface and that all HS-binding sites are required for efficient HS rigidification and network reorganization. CXCL12γ-driven remodeling of the glycocalyx reduces HS thickness and alters its nanoscale topology\, thereby promoting paracellular permeability and formation of adhesive platforms that facilitate leukocyte capture\, and firm adhesion. \nContact : ibs.seminaires@ibs
URL:https://sfp-alpes.fr/event/esperance-aho-ibs-groupe-structure-et-activite-des-glycosaminoglycanes/
LOCATION:IBS – Salle des séminaires\, IBS 71 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38042\, France
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