Life Sciences Université Paris-Saclay

La plateforme de résonance paramagnétique électronique (RPE) collabore avec plusieurs équipes de recherche académiques au niveau national et à l’international et fait partie du pôle des plateformes de Biophysique de l’Institut de Biologie intégrative de la Cellule (I2BC CEA/CNRS/UPSaclay, Gif-sur-Yvette). La plateforme comprend quatre spectromètres RPE type X-band, adaptés aux mesures à température basse (4-50 K) comme à température ambiante. Cette plateforme RPE est dédiée à l’étude, la détection et à l’identification des centres paramagnétiques (qui possèdent un électron de valence non apparié) dans des protéines isolées, des mélanges d'échantillons complexes ainsi que dans des cellules entières. On peut étudier la cinétique de formation des radicaux transitoires (pour des t1/2>1ms) et étudier la structure électronique des cofacteurs métalliques dans les protéines. De plus, la plateforme dispose d'un set-up unique, le couplage d’un laser avec le spectromètre, qui permet d’étudier les changements induits par la lumière dans des systèmes photo-inductibles.

Un exemple d’étude marquant, les protéines à hème : Les hémoprotéines constituent une très grande classe de métalloprotéines qui abritent un ou plusieurs hèmes (Suga et al., 2013, Chen et al., 2019). Les hémoprotéines ont d’importantes fonctions physiologiques dans le monde du vivant : la plus connue est le transporteur d’oxygène (hémoglobine), mais elles sont aussi impliquées dans des transferts d’électrons dans plusieurs métabolismes énergétiques au niveau cellulaire. Le groupe hémique est constitué d'un cation, Fe2+ ou Fe3+, lié au centre d'un cycle de porphyrine par l’intermédiaire des quatre atomes d'azote de la porphyrine, laissant deux positions de coordination axiale du fer disponibles pour la liaison avec la protéine ou des petites molécules. La spectroscopie RPE permet de déterminer la nature et la géométrie des ligands axiaux qui peut expliquer la fonction physiologique de la protéine. Un hème de type b (cyt b-559) et 2 hèmes de type c (cyt c-550 et PsbV2) sont présents dans le Photosystème II (PSII) des cyanobactéries. Le PSII est une enzyme de la chaine de transport des électrons photosynthétiques et il est le seul catalyseur qui utilise l’énergie solaire pour une oxydation efficace de l’eau.

Une application choisie : La plateforme de résonance paramagnétique électronique (RPE) en collaboration avec le groupe du Professeur Shen (Université de Okayama, Japon), a montré que PsbV2 possède une rare ligation axiale de l'hème qui est de type His/Cys (Cheryl et al., 2003, Suga et al., 2013). Celle-ci est en contraste avec les plus communes ligations axiales des hèmes qui sont His/His et His/Met. La figure ci-dessus montre comme le spectre RPE de PsbV2 est différent de celui du cyt c-550 qui possède une ligation axiale de l’hème commune de type His/His.

L’histoire ne s’arrête pas là… car récemment, une autre protéine avec la ligation His-Cys a été trouvée associée au PSII des cyanobactéries nommée Tll0287 (Motomura et al., 2017). Actuellement, nous continuons l’étude structurale et fonctionnelle de cette nouvelle hémoprotéine associée au processus photosynthétique.

La Plateforme de résonance paramagnétique électronique (RPE) a fourni une contribution fondamentale dans la description et l’indentification de ces hémoprotéines et continuera à nous en apprendre davantage sur leur fonction qui reste essentiellement inconnue.

Contacts : Tania Tibiletti (tania.tibiletti@cea.fr), Alain Boussac (alain.boussac@cea.fr)

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I2BC / Plateforme de résonance paramagnétique électronique (RPE). La Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) est la seule méthode de détection directe d'espèces paramagnétiques. Les applications de la spectroscopie RPE sont diverses comme le contrôle qualité ou la recherche moléculaire dans la biologie structurale, les matériaux et la physique quantique. La RPE permet la détection, l'identification et la quantification des métaux de transitions dans les états redox paramagnétiques (Mn, Fe, Cu, Co, Ni, etc), des espèces radicalaires et des états triplets. Elle est applicable à des mesures sur cellules entières et par des techniques de spin-trap elle permet la détection de ROS. A titre d'exemples, les expériences RPE ont produit des résultats très intéressants dans le domaine des structures des métalloprotéines, de leur fonctionnement par identification d'intermédiaires réactionnels comme par exemple pour les complexes photosynthétiques, les catalases/peroxydases, les protéines fer-soufre, les NO-synthases, les hémoprotéines, etc. Le parc des spectromètres RPE comprend 4 appareils en bande X dont un en mode pulsé. Les mesures se font en général à la température de l'hélium liquide mais un spectromètre est dédié aux mesures à températures ambiantes. Les mesures photo-cinétiques (t1/2 > à 1 ms) sont possibles grâce à la possibilité d'éclairer les échantillons par un laser Nd:YAG à 532 nm. La plateforme comprend également deux spectromètres fonctionnant dans la bande W permettant une très haute résolution spectrale et des mesures d'ENDOR pulsée, entre autres, permettant d'accéder à l'environnement des espèces paramagnétiques. Cette plateforme fait partie du pôle des plateformes de Biophysique de l'I2BC qui comprend les plateformes de RPE, FTIR, Résonance Raman, Spectroscopies Electroniques et Microscopie de fluorescence à super-résolution.

A propos de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC - UMR 9198). L’I2BC est une Unité Mixte de Recherche (CEA, CNRS, Université Paris-Saclay), constituée de 70 équipes de recherches et 15 plateformes technologiques, provenant de 8 unités de recherches (CGM, IBBMC, IGM, ISV, LEBS, VMS, SB2SM, SBiGeM). L’institut est réparti sur 3 sites de recherche (Campus d’Orsay Vallée de l’Université Paris-Saclay, Campus du CNRS de Gif sur Yvette et Campus du CEA / Centre de Saclay) au sein de 14 bâtiments jusqu’au rassemblement programmé fin 2021 sur le campus du CNRS de Gif-sur-Yvette.

… ou comment des plateformes  - plateforme de cytométrie et plateforme de séquençage à haut débit de l’I2BC (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, UMR 9198) - peuvent conjuguer leur expertises …

Le séquençage de cellule unique donne la possibilité d’étudier le transcriptome, c.à.d. le niveau d’expression des gènes à l’échelle d’une seule cellule. Cette technologie appliquée à l’ensemble des cellules d’un tissu permet d’identifier les différents types cellulaires qui le composent et ainsi d’en étudier l’hétérogénéité, les différentes sous-populations, leur stade et leur dynamique de différenciation, et éventuellement de découvrir de nouveaux types cellulaires.

La méthode développée par la société 10X Genomics et utilisée par la plateforme de séquençage à haut débit de l’I2BC permet d’étudier simultanément de 500 à 10 000 cellules lors d’une même expérience. Une des limitations de la méthode est la disponibilité du matériel dans le cas d’étude de population de cellules rares. Combiner le tri cellulaire par cytométrie, tel que pratiqué sur la plateforme de cytométrie de l’I2BC, au séquençage de cellule unique pourrait permettre de répondre à cette problématique ! C’est ce que nous démontre la récente collaboration entre plateformes de l’I2BC (Yan Jaszczyszyn, Mickael Bourge), TEFOR Paris-Saclay (Jean-Stéphane Joly) et l’unité INRAe VIM (Pierre Boudinot, Luc Jouneau), visant à identifier et séquencer le transcriptome de cellules rares impliquées dans la régénération de tissus.

Une lignée transgénique stable chez le poisson-zèbre présente une population de cellules exprimant la GFP sous le contrôle d’un promoteur spécifique (Pdgfrβ). Après une lésion localisée d’une région du cerveau au moyen d’un laser, cette lésion est colonisée par les cellules exprimant la GFP (Fig. A), qui vont participer à la régénération de la blessure. Dans le but de mieux caractériser ces cellules, nous avons mené une étude transcriptomique. La population de ces cellules exprimant la GFP étant rare (de l’ordre de 1% des cellules dans la zone du cerveau disséquée), nous avons procédé au tri cellulaire après dissociation des cellules (Fig. B). L’ajout d’un second marqueur (DAPI) a permis d’écarter les cellules mortes, et de ne trier que les cellules GFP vivantes (Fig. C). Après enrichissement par cytométrie (Fig. D, tri de 12 000 cellules avec ~45% de cellules GFP), les ADNc ont été directement préparés à partir de la suspension cellulaire ainsi obtenue, puis séquencés par la méthode Illumina (Fig. E). Après analyse du transcriptome, la proportion finale de cellules dans lesquelles la GFP est détectée s’élève à 25%, soit un enrichissement de 25 fois. Nous avons ainsi mis en évidence plusieurs sous-populations GFP (Fig. F) dont une en particulier, qui présente des marqueurs des cellules arachnoïdes conservés entre le poisson-zèbre, la souris et l’Homme, et qui pourront faire l’objet d’études plus approfondies.

Contact Plateforme de cytométrie : Mickael Bourge (mickael.bourge@i2bc.paris-saclay.fr)

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Aussi, le 20 septembre 2020, la plateforme de cytométrie publiait son premier un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME : La puissance statistique de la cytométrie au service de l’étude de flux ioniques intracellulaires en temps réel. Le lire à nouveau ? Le 5 juillet 2021, un deuxième un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME paraissait : Une expertise rare sur Paris-Saclay : La purification de cellules et d’organites par la technique de tri par cytométrie en flux. Le relire à nouveau ?

I2BC / Plateforme de cytométrie (I2BC - plateformes IMAGERIE-GIF). Plus de 25 ans de service ! la plateforme réalise environ 300 prestations par an pour des groupes de recherche appartenant à différents organismes académiques ou sociétés privées. Les publications du service traduisent les nombreuses collaborations développées avec les différents instituts de la communauté Paris-Saclay ainsi qu’avec d’autres partenaires tels que l’INRAe, l’INSERM, l’IRD, le CIRAD, des universités françaises et étrangères. Son expérience polyvalente et son expertise en sondes fluorescentes permettent d’adapter la cytométrie à des projets très divers. Son partenariat avec SPS (Labex Saclay Plant Sciences) contribue à une activité importante dans le domaine de la biologie végétale. La plateforme de cytométrie en flux propose la mesure de fluorescence d'un ou plusieurs (> 10) fluorochromes simultanément, cellule par cellule. Cette technologie permet d'étudier: i) le dosage de la quantité d’ADN nucléaire en vue de l’étude de cycles cellulaires et d’endoréplication, ii) le dosage d’ADN à des fins de recherche en écologie et systématique, et d’amélioration des variétés (analyse de ploïdies), iii) le suivi de l’activité génique par l’expression d’un ou plusieurs gènes rapporteurs (tels que celui de la "Green Fluorescent Protein"-GFP et autres protéines fluorescentes), iv) des mesures d’activités métaboliques de la cellule (biosenseurs): dosage de calcium, pH, potentiel membranaire, poussées oxydatives, glutathion..., v) des analyses immunologiques, vi) le tri de cellules animales, de levures, de bactéries, de protoplastes et d’organites cellulaires.

Contact Plateforme de séquençage à haut débit : (i2bc-sequencage@i2bc.paris-saclay.fr)

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Twitter Plateforme de Séquençage : https://twitter.com/PFNGS_I2BC

Aussi, le 07 juillet 2019, la plateforme de séquençage à haut débit publiait son premier un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME : La technologie de séquençage Nanopore permet de déchiffrer un génome mitochondrial servant de modèle pour des études de pathologies respiratoires. Le lire à nouveau ?

I2BC / Plateforme de séquençage à haut débit. Depuis sa création en 2010, la plateforme de séquençage à haut débit de l’I2BC a pour mission d’offrir à l’ensemble de la communauté scientifique des activités de service et de soutien à la recherche dans le domaine du séquençage à haut débit et de ses applications. La plateforme possède deux NextSeq 500/550 d’Illumina, utilisés en particulier pour le séquençage des projets en cellule unique réalisés sur le Chromium Controler de 10X Genomics. Elle possède également un séquenceur Oxford Nanopore Technologie (ONT) GridION permettant le séquençage direct de fragments d’ADN et d’ARN de plusieurs dizaines de kilobases. Ces instruments sont utilisés pour les activités de prestations aussi bien que pour les activités de R&D. La plateforme prend en charge l’intégralité des prestations de séquençage, de la préparation des librairies à l’analyse bioinformatique. Elle propose à ses utilisateurs une large gamme de techniques pour la préparation de banques ADN et ARN et leur séquençage sur des machines Illumina ou ONT. Les analyses bioinformatiques incluent entre autres l'assemblage hybride de génomes, les analyses différentielles, la détection de variants. D'autres protocoles et analyses à façon peuvent être définis en accord avec les utilisateurs au début de chaque projet. En 2020, la plateforme a réalisé près de 170 prestations, représentant plus de 1500 échantillons traités pour 81 équipes de recherche. La plateforme mène aussi des projets collaboratifs de R&D autour i) des protocoles spécialisés pour l’analyse des petits ARNs, ii) des lectures longues ONT et de la détection de modifications par séquençage direct de l’ARN et l’ADN et iii) des protocoles complexes en cellule unique par la technologie 10X Genomics.

Les microbes (virus, bactéries) aiment jouer à cache-cache pour que les médicaments ne les voient pas. Ils trouvent des petits recoins dans notre corps et savent se faire tout petits pour s’incruster et résister aux traitements. C’est le cas notamment du virus du VIH dont les réservoirs résistent encore et toujours aux thérapies que les patients doivent prendre à vie. C’est aussi le cas de la coqueluche dont une résurgence est observée depuis 20 ans suite à un changement de vaccin. Débusquer ces réservoirs, comprendre les résistances et améliorer les traitements, voilà les enjeux majeurs de la recherche contre les maladies infectieuses !

La plateforme de radiochimie du Service Hospitalier Frédéric Joliot (Institut Joliot, CEA Paris-Saclay) fabrique des radiotraceurs originaux marqués avec des émetteurs de positons tels que le fluor-18 (t1/2 = 109,8 minutes) ou le zirconium-89 (t1/2 = 78,4 heures) pour cibler ces réservoirs infectieux. Pour le projet RHIVIERA (financement l’ANRS) en collaboration avec le laboratoire IDMIT (Institut Jacob, CEA Paris-Saclay, site de Fontenay-aux-Roses) et le consortium industriel ViiV, la plateforme de radiochimie a radiomarqué au fluor-18 et de façon isotopique (sans modification de structure) le dolutégravir, un antirétroviral utilisé en trithérapie. Les premières images par tomographie par émissions de positons (TEP) ont été réalisées, sur l’animal, pour étudier la distribution de ce médicament dans les réservoirs et comprendre les résistances. Toujours pour RHIVIERA, la plateforme a également marqué au zirconium-89 un anticorps spécifique du VIH pour cibler ces mêmes réservoirs avec précision.

Autre pathogène, autre projet : CoqTEL (financement France Life Imaging) également en collaboration avec le laboratoire IDMIT, s’est intéressé au radiomarquage de deux anticorps au zirconium-89 ciblant la bactérie B. pertussis, responsable de la maladie de la coqueluche. Leur biodistribution a été étudiée par imagerie TEP avant le passage dans des modèles précliniques d’infection. Enfin, la plateforme de radiochimie fabrique du 2-fluoro-2-désoxysorbitol marqué au fluor-18. Synthétisé très facilement à partir du 2-[18F]fluoro-2-désoxy-D-glucose ou [18F]FDG, le « gold strandard » des traceurs pour l’imagerie TEP, ce sucre très apprécié des bactéries Gram négatives permettra leur détection dans de nombreuses applications où les antibiotiques ne sont pas efficaces.

Contact : Fabien Caillé (fabien.caille@cea.fr)

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La plateforme de radiochimie du CEA / Paris-Saclay (Institut Joliot, SHFJ, BioMaps, Orsay) a pour vocation de synthétiser des radiotraceurs pour la recherche biomédicale et préclinique, en particulier pour l’imagerie par tomographie d’émission de positons, à partir d’émetteurs de positons produits sur site (carbone-11, oxygène-15, fluor-18) ou importés (par exemple zirconium-89). L’imagerie TEP est réalisée sur site mais les radiotraceurs peuvent également être distribués à d’autres laboratoires équipés de caméras.

L’union fait la force ou quand des plateformes de spectrométrie de masse d’analyse de petites molécules s’organisent en réseau afin de proposer un projet ambitieux, innovant et fédérateur au service de la communauté Paris-Saclay : le projet ICaRe – SMaCS.

SMaCS pour « Spectrométrie de Masse pour la chimie et la Santé » est un consortium créé en 2020 et regroupant des plateformes et des structures de recherche issues de 10 unités de l’Université Paris-Saclay. Son but ? Structurer les activités et expertises relatives à la spectrométrie de masse des petites molécules sur ce vaste territoire, tenir à jour un recensement de l’ensemble des équipements en place, et prioriser les besoins en termes de jouvence (renouvellement d’équipements) et montée en puissance (équipements offrant de réelles plus-values) du consortium.

ICaRe pour « Isomérie, Cartographie et Réactivité », est quant à lui le fruit d’une collaboration multipartite portée par l’UMS-IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique), l’ICMMO (Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay), l’ICSN (Institut de Chimie des Substances Naturelles) et l’OV-Chimie (Observatoire du Végétal). Soumis à l’appel à projets régional SESAME 2021 pour un budget total de 1.15 M€ dont près de 15% sur fonds propres, ICaRe fait aujourd’hui partie des 4 projets UPSaclay sélectionnés par la région Île-de-France, et recevra à ce titre une subvention de 570 k€. En complément, ICaRe a été soumis, en 2021, à différents AAP et est d’ores et déjà soutenu par l’Université Paris-Saclay, l’INSERM, le CNRS, le LabEx CHARMMMAT, l’Ecole Universitaire de Recherche Saclay Plant Sciences…

Outre l’aspect très structurant pour la communauté scientifique Paris-Saclay, ICaRe a pour ambition de renforcer le potentiel technique du consortium, en proposant l’accès à trois (nouveaux) instruments uniques en Île-de-France (voire en Europe), complémentaires et performants. Ces systèmes permettront de répondre à des thématiques très variées : problématiques santé, chimie, environnementale, substances naturelles, métabolisme des plantes. Adossés à un dossier scientifique rigoureux, les trois équipements demandés, financés, et prochainement installés, sont :

- Un spectromètre de masse haute résolution à "très haute vitesse de transmission des ions" destiné à l’analyse de molécules instables impliquées dans des réactions catalytiques ou dans la création des nouveaux systèmes moléculaires dans le cadre de la médecine, l’environnement et la chimie.

- Un équipement associant la chromatographie en fluide supercritique et la spectrométrie de masse à mobilité ionique. Il participera à l’essor de l’analyse métabolomique (en santé humaine et biologie végétale) grâce à l’identification de nouvelles espèces moléculaires. L’utilisation de la SFC et de la mobilité ionique s’inscrit dans une démarche de développement durable (analyses rapides, solvants « verts »…)

- Un système "Droplet-Probe" couplé à un spectromètre de masse haute résolution adapté à l’analyse in situ des métabolites spécialisés sur des matrices biologiques. La technique, apparentée à l'imagerie, sera utile au suivi et à la production métabolique des microorganismes et des plantes, mais aussi dans le domaine pharmaceutique.

Les deux premiers systèmes seront installés sur la future plateforme SM@BPC (Pôle BIOLOGIE-PHARMACIE-CHIMIE, bâtiments en construction (site METRO) sur le campus du plateau de Saclay, pour une livraison prévue à l’été 2022) et le dernier sur la plateforme de spectrométrie de masse de l’ICSN (ICSN / HPLC-MS, SFC). Ces équipements seront naturellement proposés à l’ensemble de la communauté scientifique Paris-Saclay et participeront à l’avancée des recherches en métabolomique et sur l’analyse de molécules instables.

En savoir plus sur la future plateforme SM@BPC ? Consulter leur précédente communication dans ce même média ! Une histoire à suivre donc !

Contact : Danielle LIBONG (danielle.libong@universite-paris-saclay.fr), Audrey SOLGADI (audrey.solgadi@universite-paris-saclay.fr), Tanya INCEOGLU (tanya.inceoglu@universite-paris-saclay.fr), François PERREAU (francois.perreau@inrae.fr), Nathalie HUE (nathalie.hue@cnrs.fr).

En savoir plus sur la plateforme de Service d'Analyse des Médicaments et Métabolites (IPSIT / SAMM) ?

En savoir plus sur la plateforme de service de spectrométrie de masse (pôle Analyses Moléculaires) (ICMMO / MS-LCMS) ?

En savoir plus sur la plateforme HPLC-MS, SFC (ICSN / HPLC-MS, SFC) ?

En savoir plus sur la plateforme chimie-métabolisme (IJPB / OV – CHIM-MET) ?

L'institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI) étudie le cerveau, de la molécule à la cognition. Une des forces de cet Institut est la large palette des espèces étudiées, depuis la larve de drosophile aux modèles poissons, oiseaux et rongeurs. Aujourd’hui, alors que l'étude du cerveau en action devient centrale en Neuroscience, la visualisation de l’activité de populations neurales au cours d’un comportement est désormais fondamentale pour ces recherches, en particulier parmi les équipes de NeuroPSI, et plus largement de la communauté des neuroscientifiques du territoire Paris-Saclay et d’Ile-de-France. Face à ce besoin, peu d’outils sont disponibles pour les chercheurs, notamment car leur financement est un vrai défi à l’échelle d’une équipe.

Pour combler ce manque, les chercheurs Glenn Dallérac et Luc Estebanez, soutenu par le CNRS et l’Université Paris-Saclay, ont déposés le projet BeAM (Behavioral Analysis under Multiphoton imaging) dans le cadre de l’AAP SESAME IdF 2021. BeaM fait aujourd’hui partie des 4 projets UPSaclay sélectionnés par la région Île-de-France, et recevra à ce titre une subvention de 410 k€ (66% du montant de l’équipement visé), le complément étant assuré par le CNRS.

BeaM repose sur l'achat d'un microscope biphoton de pointe, environné d'un dispositif expérimental de comportement multi-espèces ambitieux. Ce dispositif versatile permettra d'explorer le lien entre comportement et activité neuronale, dans un premier temps chez la drosophile et la souris, puis dans la diversité de tous les modèles animaux étudiés dans l'institut. L’équipement visé inclus un microscope du type de celui proposé par Karthala, société basée en Ile de France, et qui repose sur la technologie AOD, offrant un balayage ultra-rapide du cerveau, en lecture et écriture, dans un silence précieux pendant les expériences de comportement. Cet outil se différenciera aussi des autres microscopes multiphoton présents sur le plateau de Saclay, notamment celui de la plateforme d’imagerie neuronale profonde (CEA/Neurospin) et celui du laboratoire d’optique et biosciences (École Polytechnique), par l’environnement unique où il sera positionné, à l’interface des expertises de deux plateaux techniques, PSI-CO et NEURO-PICT. Ouverts à la communauté scientifique, le premier propose une offre complète d'hébergement couplée à l’étude du comportement des sujets expérimentaux et le second bénéficie d’une forte expertise forte en microscopie photonique.

Contact : Glenn Dallérac (glenn.dallerac@cnrs.fr) et Luc Estebanez (Luc.Estebanez@cnrs.fr)

En savoir plus sur la plateforme PSI-CO ? La plateforme de comportement PSI-CO dispose de plusieurs zones dédiées à l’étude du phénotype comportemental chez plusieurs modèles animaux aquatiques (Danio rerio, Oryzias latipes) et terrestres (souris, rats). Équipée de divers dispositifs associés à des caméras et logiciels de vidéotracking performants ainsi qu’un microscope biphoton de pointe, la plateforme PSI-CO permet d'analyser finement les comportements moteurs, spontanés (locomotion, exploration), sociaux, émotionnels, ainsi que de nombreuses fonctions cognitives (apprentissages, mémoires, prise de risque …). Des pièces de chirurgie, salles d’injection et salles de perfusions sont également réservables.

En savoir plus sur la plateforme NEUROPICT ? La plateforme d’imagerie NEUROPICT a pour principal objectif de proposer à la communauté scientifique un ensemble de méthodologies indispensables dans le domaine des Neurosciences. Elle permet de faire de l’imagerie multi-échelle de la cellule à l’organisme entier, sur tissus ou organismes vivants, fixés ou transparisés. La plateforme propose son expertise ainsi que plusieurs équipements de microscopie photonique : des microscopes à épifluorescence ou à illumination structurée (Apotome), un ultramicroscope à feuille de lumière, deux microscopes confocaux à balayage laser, un microscope multiphoton. Nous disposons également d’une station d’analyse d’images Imaris indispensable pour traiter les jeux de données obtenus. La plateforme va également acquérir au cours de l’année 2022 un microscope bi-photon bi-directionnel haute résolution associé à des dispositifs comportementaux permettant d’établir les causalités entre dynamiques neurales et fonctions cérébrales intégrées sur l’animal vigile. Le personnel investi dans cette plateforme forme les nouveaux utilisateurs et leur propose aide et conseils. Nous pouvons également collaborer à des projets scientifiques et technologiques.

La plateforme de microscopie de fluorescence à super-résolution offre ses services à des équipes de recherche françaises et internationales et fait partie du pôle des plateformes de Biophysique de l’Institut de Biologie intégrative de la Cellule (I2BC, CEA-Joliot/CNRS/UPSaclay, Gif-sur-Yvette). La plate-forme est dédiée à l'imagerie en super-résolution d'échantillons biologiques et son laboratoire d’adossement se spécialise sur les propriétés physico-chimiques des cofacteurs pigmentés en biologie (caroténoïdes, chlorophylles, hèmes…) y compris des études in vivo des réactions biochimiques, photo-induites et régulatrices. L’originalité de la plateforme tient en son équipement, un prototype ou système original de microscopie de fluorescence développé au laboratoire et aujourd’hui associé à une jeune start-up :  Linseg Tech !

Concrètement, comment se passe une étude ? Les échantillons sont tout d’abord placés entre un sandwich de lamelles de verre, qui est ensuite inséré dans le porte-échantillon d'un microscope à balayage laser « fait maison ». La fluorescence émise est ensuite capturée par une caméra EMCCD, s’ensuit l’analyse des images. Nos longueurs d'onde d'excitation standards sont 405 nm, 488 nm et 561 nm, cependant, d'autres longueurs d'onde sont disponibles (par exemple 375 nm, 413 nm et 637 nm) avec la possibilité d’enregistrer deux longueurs d'onde d'émission simultanée.

Un exemple choisi d’application ? De nos jours, les cyanobactéries sont des systèmes modèles attrayants car elles peuvent utiliser l'énergie solaire, l'eau, le dioxyde de carbone et les minéraux pour produire des molécules pertinentes sur le plan biotechnologique. Cela nécessite souvent l'introduction et l'expression de gènes hétérologues, mais malheureusement, seules quelques souches modèles (par exemple Synechocystis PCC 6803 ou Synechococcus PCC 7942) ont un système génétique bien établi. L'équipe Biology and biotechnology of Cyanobacteria (Franck Chauvat, I2BC et CEA-Joliot) a récemment mis au point à partir des systèmes génétiques créés pour Synechocystis et Synechococcus, une souche Cyanothece PCC 7425 qui produit du limonène, un terpène à haute valeur ajoutée, qui a un large éventail d'applications (biocarburants, bioplastiques, cosmétiques, etc.). Cyanothece PCC 7425 a été choisi car il possède de nombreux attributs intéressants : grande taille de cellule, capacité à fixer l'azote atmosphérique et peut se développer sur l'urée (un polluant fréquent). Afin de démontrer une expression hétérologue, la protéine CcmK1 du carboxyzome a été marquée avec une protéine fluorescente (Green Fluorescent Protein, GFP) couramment utilisée. Dans l'image ci-dessus, est révélée la localisation de la membrane photosynthétique (autofluorescence de chlorophylles - en rouge) et le carboxysome (la CcmK1 protéine de carboxysome marquée avec GFP – en vert) dans Cyanothece PCC 7425, lorsqu'elle est excitée à 488 nm (notez la barre d'échelle : 500 nm). Notre méthode de microscopie se révèle non seulement très performante comparée aux systèmes actuellement présents sur le marché, mais aussi et surtout plus simple à utiliser et moins onéreuse, à la fois en terme de matériel et en terme d’investissement humain.

En savoir plus ? Chenebault et al., Front. Microbiol. 2020.

Contact : Andrew Gall (andrew.gall@cea.fr)

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Plateforme de microscopie de fluorescence à super-résolution. La plate-forme est dédiée à l'imagerie super-résolution d'échantillons biologiques. Les échantillons sont placés entre un sandwich de lamelles de verre qui est ensuite inséré dans le porte-échantillon d'un microscope à balayage laser. La fluorescence émise est capturée par une caméra EMCCD. Nos longueurs d'onde d'excitation standard sont 405, 488 et 561 nm, cependant, d'autres longueurs d'onde sont disponibles. Cette plateforme fait partie du pôle des plateformes de Biophysiques de l'I2BC qui comprend les plateformes de RPE, FTIR, Résonance Raman, Spectroscopies Electroniques et Microscopie de fluorescence à super-résolution.

A propos de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC - UMR 9198). L’I2BC est une Unité Mixte de Recherche (CEA, CNRS, Université Paris-Saclay), constituée de 70 équipes de recherches et 15 plateformes technologiques, provenant de 8 unités de recherches (CGM, IBBMC, IGM, ISV, LEBS, VMS, SB2SM, SBiGeM). L’institut est réparti sur 3 sites de recherche (Campus d’Orsay Vallée de l’Université Paris-Saclay, Campus du CNRS de Gif sur Yvette et Campus du CEA / Centre de Saclay) au sein de 14 bâtiments jusqu’au rassemblement programmé fin 2021 sur le campus du CNRS de Gif-sur-Yvette.

L’UMS IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) compte à ce jour 11 plateformes dont la plateforme de bioinformatique (IPSIT BioInfo). Cette dernière à une activité transversale dans l’UMS car elle intervient dans l’analyse des données produites par différentes plateformes. Dans ce contexte, nous développons des pipelines d’analyse spécifiques aux différentes technologies.

Pour ce focus, nous vous présentons des résultats de tests réalisés sur notre pipeline d’analyse de données omiques à partir d’un article auquel nous avions collaboré [Hervé B et al., Clin Genet. 2016]. Ce type de données est générée par des biotechnologies à haut-débit de type spectrométrie de masse, séquençage ou encore puce à ADN.

Reproduire la séquence d’analyse des données d’un travail publié est un exercice courant en bioinformatique. Cela permet autant de rechercher de nouvelles variables d’intérêts qui n’ont pas fait l’objet principal de l’article que de tester ses propres procédures d’analyse afin de voir si on est capable de reproduire les résultats obtenus. En outre, que cela soit pour répondre à des critères qualités ou aux besoins de nos collaborateurs il est indispensable de pouvoir reproduire des analyses réalisées auparavant. Classiquement, il est indispensable d’effectuer un prétraitement des données pour obtenir une matrice. Cette procédure est propre à chaque technologie mais peut être résumée par les étapes suivantes : extraction des données à partir des fichiers bruts, contrôles qualités, filtrage et normalisation. On s’assure ainsi que les données sont formatées correctement pour pouvoir y appliquer des modèles statistiques. Cette matrice est aussi le point d’entrée du pipeline d’analyse. Ce dernier est utilisable sous forme d’une simple fonction intégrée à un package R.

L’un des objectifs présenté dans l’article était d’établir un lien de corrélation entre la présence d’un chromosome surnuméraire, ce qui est le cas chez des embryons atteints de trisomie, avec une augmentation de l’expression des gènes portés par ce dernier. Des puces d’expression ont donc été utilisées afin de mesurer l’expression de l’ensemble des gènes sur des embryons atteints de trisomie 13, 18, 21 et sur des échantillons contrôles. Les prélèvements ont été effectués sur deux types tissulaires, le chorion pour les échantillons de trisomie 21 et du liquide amniotique pour les trisomies 13 et 18. Des échantillons contrôles non-porteurs du syndrome ont été prélevés également pour les deux conditions.

Les résultats que nous avons cherché à reproduire sont les valeurs d’enrichissement obtenues qui ont permis de mettre en évidence le lien entre surexpression des gènes et présence du chromosome surnuméraire. Le but du travail a donc été de reproduire l’analyse pour tester deux fonctionnalités de notre pipeline : i) L’enrichissement (appelé aussi analyse fonctionnelle) qui permet de rendre compte si une liste de gènes différentiellement exprimés contient un grand nombre de gènes liés à un processus biologique connu (ici, on cherche à savoir si les listes de gènes obtenus contiennent plus de gènes liés aux chromosomes 13, 18 et 21 ; et ii) la prise en compte d’un facteur expérimental (ici les deux types tissulaires), dans le modèle d’analyse de variance. Cette fonctionnalité implémentée à partir du package limma [Ritchie E et al., Nucleic Acids Res. 2015] retire la variance considérée comme un biais expérimental de la matrice de données. Cette transformation, appelé RBE pour remove batch effect, permet une meilleure estimation des moyennes et des variances du facteur d’intérêt. Le calcul des p-values et des fold-changes est ainsi amélioré permettant de diminuer les faux positifs et les faux négatifs dans la liste de gènes sélectionnés (p < 0.05 et f > 1.5). Cette transformation ouvre également l’analyse à des méthodes basées sur de la corrélation comme le clustering hiérarchique et permet également d’améliorer la représentation graphique des données.

Comme montré sur la figure ci-dessus, on voit que le pipeline a permis de reproduire les résultats d’enrichissement publiés. On note également que ces valeurs sont améliorées avec l’utilisation de la fonction RBE qui permet donc de prendre en compte un biais expérimental dans les calculs. Ce travail nous permet de nous assurer que notre pipeline fonctionne et qu’il peut être utilisé sur des jeux données dont les différences entre groupes de traitement ou phénotypes portent sur des signaux plus faibles et donc plus difficiles à valider biologiquement.

Merci à nos étudiants stagiaires, Louise Weber en licence de bioinformatique à l’Université d’Evry et Paul Savescu étudiant à la faculté de pharmacie de Paris-Saclay ainsi qu’à nos collègues de l’IPSIT pour leurs contributions à ce travail.

Contact : Florent Dumont (florent.dumont@universite-paris-saclay.fr)

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IPSIT BioInfo. La plateforme de bioinformatique de l’UMS IPSIT propose des prestations de services en bioinformatique et biostatistiques. Nous mettons l’accent sur le suivi des projets, la formation et l’autonomisation de nos utilisateurs. La création d’outils sous forme de packages R accessibles et portables permet de faciliter le transfert de compétence.

En plus de leur rôle dans le stockage et le transfert de l'information génétique, les acides nucléiques (ADN et ARN) sont impliqués dans de nombreuses voies de régulation des processus cellulaires. En effet, ils peuvent former une myriade de structures tridimensionnelles parmi lesquelles certaines peuvent favoriser une activité catalytique ou une interaction avec des protéines ou d'autres partenaires. Des techniques d’évolution moléculaire in vitro ont été développées pour exploiter ces propriétés et identifier des ligands de hautes affinités appelés aptamères.

MIRCen/Aptamère est une plateforme rattachée au département MIRCen de l'institut de biologie François Jacob du CEA et localisée sur le site CEA Paris-Saclay de Fontenay-aux-Roses. Elle fournit des méthodologies, équipements et expertises pour la sélection, la caractérisation et l'ingénierie d'aptamères pour des équipes de recherche académiques et des partenaires industriels qui souhaitent utiliser ces macromolécules pour diverses applications : sondes d’imagerie, procédés de bio-purification, kits de diagnostic, ou médicaments. Afin d’améliorer l’identification des aptamères, MIRCen/Aptamère a développé une méthode (PATTERNITY.seq) pour étudier l’évolution moléculaire in vitro à l'aide du séquençage à haut débit. En analysant plusieurs millions de séquences à partir de chaque cycle d’évolution, cette méthode permet d’identifier de meilleurs aptamères en utilisant moins de cycles de sélection. Cette méthode est bien connue par la communauté « aptamère » et la plateforme est actuellement sollicitée tous les mois pour des prestations par des laboratoires du monde entier (USA, Brésil, Allemagne...). Grâce à un soutien de l’ex-département des Sciences de la Vie de l’Université Paris-Saclay (lauréat à l’AAP Petits Équipements de Laboratoire | PEL-SDV-UPSAY-2019), la plateforme s’est d’ailleurs équipée d’un petit séquenceur à haut-débit (iSeq 100 system, ILLUMINA).

Jusqu’à présent la méthode PATTERNITY.seq n’avait analysé que des évolutions de structures d’acides nucléiques. Mais, MIRCen/Aptamère a récemment démontré que la méthode pouvait être étendue à l’étude de l’évolution moléculaire de protéines. Pour cela, l’équipe CREAB du laboratoire SyMMES du CEA Grenoble a confié à la plateforme des banques d’ADN issues d’un processus d’évolution de peptides connu sous le nom de « Phage display ». La plateforme a réalisé le séquençage et l’analyse de ces banques et a pu mettre en évidence un enrichissement de certains motifs de peptides qui aurait été difficile à analyser par la méthode de clonage et séquençage classique. La plateforme a également étendu l’utilisation de PATTERNITY.seq à du criblage de banques de composés chimiques marqués par des codes-barres ADN en collaboration avec une équipe du Département de Chimie Moléculaire (DCM), UMR CNRS 5250 de l’Université Grenoble Alpes.

L’intérêt du séquençage à haut-débit pour le criblage de composés est donc en pleine expansion et l’expertise de MIRCen/Aptamère dans le traitement et l’analyse de ces données pourra être bénéfique à de nombreux laboratoires. N’hésitez pas à nous contacter !

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Contact : Frédéric Ducongé (frederic.duconge@cea.fr)

MIRCen / Aptamère propose des méthodologies, équipements et expertises pour la sélection, la caractérisation et l'ingénierie d'aptamères ADN, ARN ou acides nucléiques résistant aux nucléases. Ces aptamères peuvent servir dans différentes applications comme le développement d'agent de contraste, de procédés de bio-purification, de kit de diagnostic, ou de nouvelles thérapies.La plateforme est ouverte aux prestations ou collaborations avec les industriels ou laboratoires académiques et permet d'identifier des aptamères contre tout type de cible (petites molécules, peptides, protéines, cellules...). En s'assurant de la protection des travaux (brevets, accord de confidentialité, MTA...), nous travaillons en étroite relation avec nos partenaires afin d'être au plus proche de leurs besoins. Un soin particulier est porté sur les protocoles de sélection afin de garantir que les aptamères répondent au mieux à leur utilisation finale. Notre plateforme peut également être utilisée pour caractériser des aptamères en terme d'affinité, de spécificité et d'activité biologique. Récemment la plateforme a développé une méthode (PATTERNITY.seq©) pour améliorer la sélection d'aptamères à l'aide du séquençage à haut débit. Cette méthode permet d'identifier plus rapidement les aptamères et a reçu des prix aux deux derniers congrès internationaux sur les aptamères.

L’unité expérimentale INRAE/Sciences de l’Animal et de l’Aliment de Jouy (SAAJ, UE 1298) a pour vocation principale de fournir et héberger des animaux (lapins, ovins, caprins) utilisés à des fins scientifiques dans le cadre d’études physiopathologiques variées, de participer au développement de modèles expérimentaux sur ces animaux, de fournir des prestations expérimentales ainsi que tout type de matériel biologique issus de ces animaux et nécessaire aux différentes recherches menées en biologie animale et humaine.

Exemples choisis : Dans le cadre de collaborations étroites avec le plateau de Chirurgie et Imagerie Médicale chez l'Animal (CIMA, plateforme MIMA2) et différentes unités de recherche de notre Centre INRAE de Jouy-en-Josas, nous réalisons actuellement des prestations pour un projet de greffe utérine mené sur des brebis (Hôpital FOCH – Unité BREED INRAE/UVSQ/UPSaclay), pour une étude par édition de génome des gènes liés à l’apparition de mammites et à la production laitière chez les ovins, ou encore pour une étude de gènes liés à la résistance au prion chez des chèvres (Unité BREED). De leur côté, nos lapins participent à de nombreuses études, en particulier des études centrées sur le développement embryonnaire précoce et le développement fœtal, réalisées sur des animaux conventionnels comme sur des lignées de lapins OGM générées et entretenues dans l’unité SAAJ en collaboration avec nos collègues de l’unité BREED. Nos lapins participent aussi à des études visant à caractériser les effets d’expositions maternelles à la pollution par des nanoparticules (diesel, or, etc.) et à leurs effets trans-générationnels (Unité BREED INRAE), mais aussi à des études explorant le potentiel thérapeutique de certaines bactéries du microbiote intestinal sur l’hypercholestérolémie (Institut MICALIS) et à la mise au point de nouvelles stratégies vaccinales.

En savoir plus ? Carbonnel et al., PLoS One 2021 (modèles ovins de transplantation utérine), Calderari S et al., Biol Reprod 2021 (collecte de fluides intra-utérins chez le lapin), Rousseau-Ralliard D et al., Sci Rep. 2019 (lapins et exposition in utero au diesel).

Pour toutes ces études, nous disposons des installations et des compétences pour préparer les animaux, puis les suivre tout au long du protocole expérimental prévu jusqu’à la fin de ce dernier, y compris la fourniture de tous les prélèvements et des tissus requis.

Besoin d’une expertise sur ces sujets, ou d’une collaboration ? N’hésitez pas à nous contacter !

Contact : Patrice Congar (patrice.congar@inrae.fr)

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INRAE/UNITÉ EXPÉRIMENTALE SCIENCES DE L'ANIMAL ET DE L'ALIMENT DE JOUY (UE SAAJ). Les missions confiées à SAAJ sont doubles : i) fournir des animaux de qualité, correspondant à la demande scientifique dans le cadre notamment de recherches centrées sur le développement embryonnaire et foetal, le comportement animal et la mise au point de stratégies vaccinales ; ii) répondre aux besoins en régimes expérimentaux des laboratoires de recherche de l'INRAE en réalisant, à la demande des régimes alimentaires particuliers. Dans le cadre de son activité "expérimentation animale", l'UE SAAJ produit des modèles expérimentaux à des stades physiologiques donnés ou pour des études de pathologies humaines, fournit du matériel biologique tel que ovocytes, ovaires, embryons, foetus, cellules et tissus issus d'animaux vivants ou après euthanasie. Elle entretient des animaux "précieux" comme des individus transgéniques, immunisés ou opérés. Elle assure des prestations techniques sur animaux dont des méthodes d'échographie uniques. Trois espèces sont disponibles : lapin, ovin, caprin. Dans le cadre de son activité de fabrication de "Régimes à façon", l'UE SAAJ prépare des régimes expérimentaux particuliers et en petites quantités pour des laboratoires de recherche de l'INRAE en réalisant, à la demande et de façon fiable (incorporation de micro-quantités), des régimes alimentaires (études de carence ou de toxicité par exemple).

La Plateforme AnimEx (Animalerie et Exploration fonctionnelle du petit animal) de l’UMS IPSIT (Faculté de pharmacie, Université Paris-Saclay) offre à la communauté scientifique des structures d’hébergement et d’élevage d’animaux et des équipements pour l’exploration fonctionnelle du petit animal. La plateforme développe ses activités sur deux sites géographiques : la Faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry (AnimEx1) et le centre INSERM de l’Hôpital Antoine-Béclère à Clamart (AnimEx2), objet de ce FOCUS PLATEFORME !

Quelle spécificité pour AnimEx2 ? AnimEx2 a développé une forte expertise des modèles murins visant à analyser l’impact du microbiome humain dans le développement de différentes pathologies. Le microbiome regroupe l’ensemble des microorganismes, bactériens, fongiques et viraux que l’on retrouve au niveau des muqueuses et épithéliums. Il existe pour une majorité de ces microorganismes, une spécificité d’espèces qui représente un frein pour l’étude des microbiomes humains chez l’animal et c’est dans ce cadre que les équipes utilisatrices d’AnimEx 2 ont développé des stratégies d’humanisation de souris immunocompétentes.

Deux exemples concrets associés à l’UMR-S 996 INSERM – UPSaclay (Inflammation, Microbiome and Immunosurveillance) ?

Exemple 1 - Equipe II (Immunoregulation, chemokines and viral persistence) : Cette équipe, spécialiste des interactions entre le papillomavirus humain (HPV) et son hôte humain, développe des stratégies de greffes d’équivalents de peau humaine générée in vitro pour implanter le virome cutané humain, et en explorer les effets sur l’homéostasie tissulaire. Par ailleurs, l’équipe étudie les aspects pathogènes du virome cutané dans des modèles transgéniques d’oncogenèse causée par HPV ayant permis de mettre en évidence des facteurs de susceptibilité de l’hôte humain (Freitas et al, 2016 ; Gallego et al, 2021).

Exemple 2 - Equipe III (Microbiome in liver disease: from susceptibility to treatment) : Pour l’étude du microbiote intestinal dans le cadre des hépatopathies nutritionnelles, cette équipe transplante des microbiotes intestinaux de patients à des souris. Ces modèles ont déjà permis de mettre en évidence le rôle causal du microbiote intestinal dans la maladie alcoolique du foie (Llopis et al, 2016; Wrzosek et al, 2020) et visent actuellement à apporter des perspectives thérapeutiques qui seront testées lors d’études preuves de concept.

Contact : Valérie Domergue (valerie.domergue@universite-paris-saclay.fr)

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Lire à nouveau le précédent FOCUS PLATEFORME d’AnimEX (octobre 2019) ? Cliquer ICI

La Plateforme AnimEx (Animalerie et Exploration fonctionnelle du petit animal) est située sur deux sites de l’Université Paris-Sud, la Faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry et le Centre INSERM de l’Hôpital Antoine-Béclère à Clamart. Sa mission principale est d’offrir à la communauté scientifique du secteur public ou privé, des structures d’hébergement et d’élevage d’animaux et des équipements pour l’exploration fonctionnelle du petit animal. AnimEx, est membre de CAPSud (Consortium des Animalerie Paris-Sud), est rattaché au Comité d’éthique CEEA n°26 et utilise le logiciel Tick@Lab pour la gestion de ses animaux. AnimEx1 (site de Châtenay) : Capacité d'hébergement : 3 500 cages (souris, rats, hamsters, cobayes, lapins). Superficie : 1 200 m². AnimEx2 (site de Clamart) : Capacité d'hébergement : 840 cages (3 500 souris). Superficie : 200 m².

La plateforme CIBLOT (Criblage Interface Biologie-chimie Laboratoire Opérationnel de Transfert) fait partie de l’UMS IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique, Université Paris-Saclay/INSERM/CNRS) et offre ses services aux équipes académiques et industrielles.

Dans la chaîne du médicament, CIBLOT intervient dans la découverte des « touches » ou hits qui sont des molécules actives qui peuvent être représentées comme des clés pouvant se loger dans des serrures, c'est-à-dire des protéines cibles. Pour cela, CIBLOT accueille et forme des biologistes qui conçoivent, adaptent et miniaturisent des tests biologiques permettant l’identification et la confirmation de ces molécules bioactives. Ensuite les chimistes vont modifier ces molécules en ajoutant ou retirant des fonctions chimiques pour obtenir une clé idéale pouvant s’insérer uniquement dans une protéine visée (cible) ce qui correspond à l’étape d’optimisation dite « hit-to-lead ». Cette plateforme se situant donc à l’interface entre la biologie et la chimie, implique une étroite collaboration entre les biologistes, les chimistes et de ce fait, favorise le transfert de compétences entre les scientifiques des différents domaines.

Des développements technologiques ? CIBLOT a notamment contribué au développement d’un test d’interaction protéine-protéine par la technologie dite Alphascreen (Perkin Elmer). Cette technologie est basée sur l’utilisation de deux billes, l’une « donneuse » et l’autre « acceptrice » sur lesquelles sont greffées les deux protéines d’intérêt (P1 et P2, voir figure). L’interaction entre les 2 protéines génèrent le rapprochement physique des 2 billes. L’excitation par un laser à 680 nm de la bille « donneuse » conduit à la libération de singulets d’oxygène qui diffusent vers la bille « acceptrice » générant une réaction chimique provoquant la libération de lumière mesurable à l’aide d’un lecteur Enspire. Les composés inhibiteurs vont rompre l’interaction entre les 2 protéines et provoquer une baisse de lumière émise. Les tests sont réalisés en plaques 384 puits et adaptées au criblage à haut débit.

Un exemple choisi d’application ? Récemment, par criblage de la banque Prestwick (1200 molécules) et d’une banque de petites molécules à façon fournie par l’infrastructure nationale ChemBioFrance (3300 molécules), des composés inhibiteurs de deux protéines mitochondriales ont pu être identifiés dans le but de développer de nouveaux inhibiteurs métaboliques à visée anti-cancéreuse. Ce projet porté par Catherine Brenner (CNRS UMR 9018, Gustave Roussy, Université Paris Saclay) a permis le dépôt d’un brevet par l’Université Paris-Saclay, l’INSERM et Gustave Roussy (Brenner & Modjtahedi, 2020) et se poursuit par la recherche des meilleurs candidats et l’étude de la spécificité tumorale des composés dans les cancers pédiatriques (Dr B. Geoerger, Gustave Roussy, Villejuif). Ces études sont financées par l’INCa, Enfants et Santé et la Société Française de Lutte contre les Cancers et Leucémies de l'Enfant et de l'Adolescent (SFCE).

L'objectif principal de CIBLOT est d'aider les chercheurs à identifier des petites molécules qui puissent être utilisées comme sondes pour moduler des fonctions biologiques, et pour fournir des têtes de séries pour découvrir des médicaments dirigés contre diverses maladies. CIBLOT constitue une interface privilégiée de collaboration entre biologistes et chimistes, et un cadre de transfert de compétences scientifiques et technologiques entre eux. CIBLOT est aujourd'hui partie intégrante de C@PS, une plateforme réunissant sous une bannière unique les activités de criblage sur le plateau de Saclay, labélisée IBISA fin 2018). C@PS agrège les compétences i) de la plateforme CIBI (ICSN, CNRS, Gif-sur-Yvette) pour les mesures de cytotoxicité, de criblage d’interactions protéines/ligands et criblage in ovo, ii) de la plateforme CTPF (ICSN, CNRS, Gif-sur-Yvette) pour les mesures d’interactions protéines/ligands par thermal shift assay et d’analyses de transcriptomes par PCR quantitative, iii) de la plateforme CCCHD (Joliot, CEA, Saclay) pour la réalisation de criblages biologiques à haut débit ainsi que la préparation de chimiothèques ciblées et iv) de la plateforme CIBLOT (Faculté de Pharmacie, Université Paris-Saclay, Châtenay-Malabry) pour les mesures d’interactions protéines/ligands par technologie alpha-screen et la quantification de paramètres cellulaires.

Contacts : CIBLOT : Delphine Courilleau (delphine.courilleau@universite-paris-saclay.fr); Catherine Brenner (catherine.brenner@universite-paris-saclay.fr) ; C@PS : Jean-Christophe Cintrat (jean-christophe.cintrat@cea.fr)

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MIRCen (Molecular Imaging Center, Institut de Biologie François Jacob, CEA / Fontenay-aux-Roses) rassemble sur près de 8500 m2 des expertises et méthodologies complémentaires dédiées à l’exploration et la validation de concepts, ainsi qu’à l’évaluation préclinique de nouvelles stratégies thérapeutiques géniques, cellulaires ou médicamenteuses, principalement dans le domaine des maladies neurodégénératives.

Exemple choisi d’application des technologies développées par l’une de ses plateformes, MIRCEN / Biologie moléculaire et production virale, experte dans la production de virus adéno-associés (AAV) et lentiviraux

Le transfert de gènes est aujourd’hui devenu un outil incontournable en biologie, et ces dernières années ont vu l'explosion de l'utilisation de vecteurs viraux (AAV, lentivirus) pour modifier génétiquement certains organes ou certaines cellules. On parle alors de transgénèse somatique, manipulation permettant de sur-exprimer un gène d’intérêt, de réprimer un gène endogène voir plus récemment, de modifier le génome avec les nouveaux outils d’édition génomique (Crisp-Cas9). Ces outils sont utilisés non seulement pour la mise au point de thérapies dites géniques, mais également pour répondre à des questions biologiques in vivo, et dans le cas du présent FOCUS PLATEFORME, appliqués dans le cadre d’études physiopathologiques des maladies neurodégénératives (Alzheimer en particulier), et plus particulièrement les tauopathies.

La protéine Tau est exprimée spécifiquement dans les neurones. Elle est codée par le gène MAPT, et sa fonction principale est de stabiliser le cytosquelette axonal de microtubules. Son affinité de liaison aux microtubules est finement régulée par son état de phosphorylation qui peut avoir lieu sur de nombreux sites physiologiques et pathologiques. Dans le cas des tauopathies, la protéine est hyperphosphorylée ce qui diminue son affinité pour les microtubules et augmente sa concentration sous forme libre dans le cytoplasme, entrainant alors son agrégation progressive d’abord sous formes d’oligomères puis en agrégats matures conduisant à la dégénérescence des neurones. Afin de déterminer la toxicité des différentes formes de Tau, MIRCEN / Biologie moléculaire et production virale a mis au point des vecteurs AAV capables de sur-exprimer la protéine Tau hyperphosphorylée soit sous forme d’oligomères solubles, soit sous forme fortement agrégées. L’injection de ces vecteurs dans l’hippocampe, un noyau cérébral responsable des processus mnésiques qui est fortement atteint lors de la maladie d’Alzheimer, a permis de montrer que, contrairement à ce que l’on imaginait, ce sont les formes oligomériques solubles qui sont les plus toxiques pour les neurones (d’Orange et al., Brain 2018). Incidemment, lors de cette étude, il est apparu qu’après injection des AAV dans l’hippocampe de rat, des astrocytes étaient également atteints de tauopathie. MIRCEN / Biologie moléculaire et production virale a alors élaboré et produit une nouvelle série de vecteurs permettant d’exprimer et d’agréger la protéine Tau spécifiquement dans les neurones ou les astrocytes. Ces nouveaux outils ont permis de montrer que les neurones sont capables d’échanger des formes pathologiques de la protéine Tau avec les cellules gliales, ce qui de plus s’est avéré particulièrement toxique pour certaines populations d’astrocytes de l’hippocampe.

Ces résultats, qui ont un impact important sur notre compréhension des mécanismes physiopathologiques des tauopathies, viennent d’être publiés (Maté de Gérando et al., Brain 2021).

MIRCEN / Biologie moléculaire et production virale propose son expertise pour l'élaboration de vecteurs viraux dérivés d'AAV (adeno-associated virus) et de lentivirus, leur production et leur caractérisation. Ces vecteurs viraux permettent le transfert de gène de façon stable ou transitoire in vitro dans des lignées cellulaires ou des cultures primaires et in vivo dans un organisme entier (rongeur, primate non humain, etc.). Ils peuvent être utilisés pour surexprimer un gène d'intérêt, inhiber un gène endogène (shRNA), ou exprimer un gène rapporteur. La plateforme est composée de 2 plateaux techniques : i) un laboratoire L1 de biologie moléculaire et microbiologie cellulaire dédié au clonage de gènes d'intérêt dans des plasmides d'expression eucaryotes mais aussi à l'étude de l'expression des gènes dans des modèles animaux; ii) un laboratoire L3 composé de 10 pièces dédiées à la production et à la manipulation des vecteurs viraux. Les vecteurs viraux y sont titrés et testés pour leur efficacité. L'évaluation de la biodistribution et de l'effet biologique de ces vecteurs est ensuite prise en charge principalement par la plateforme d'histologie mais également par la plateforme d'imagerie in vivo (et notamment imagerie TEP) et la plateforme d'analyse comportementale.

Contact : Alexis Bemelmans (alexis.bemelmans@cea.fr)

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A propos de MIRCen. MIRCen - Molecular Imaging Research Center - est une installation de recherche préclinique développée par le CEA et l'INSERM. Cette installation, basée sur le site CEA de Fontenay-aux-Roses, est constituée d'un ensemble de plateformes dédiées au développement et à la validation de modèles animaux pertinents de pathologies humaines. Ces modèles sont utilisés pour le développement et la validation de nouvelles techniques permettant de détecter des déficits à un stade précoce de la maladie. Ils sont également utilisés pour évaluer des thérapies innovantes dans le domaine des maladies neurodégénératives. Ce centre fait partie intégrante de l’Infrastructure Nationale en Biologie et Santé (INBS) Neuratris, infrastructure dédiée aux thérapies innovantes en neurosciences.

Focus sur une expertise relativement rare sur le territoire Paris-Saclay : La purification de cellules ou d’organites par le tri par cytométrie en flux !

La cytométrie en flux permet de mesurer, évènement par évènement, des caractéristiques morphologiques (taille, complexité/granularité) et de fluorescence sur une population de cellules ou d’organites en suspension. Le tri par cytométrie en flux rend également possible la séparation physique et donc la purification de ces évènements suivant un ou plusieurs critères définis (morphologie, fluorescence) et à partir de populations hétérogènes.

Mais concrètement, étape par étape, comment cela fonctionne-t-il ? Explication illustrée avec l’utilisation du cytomètre « Analyseur-Trieur » MoFlo ASTRIOS® (Beckman-Coulter) disponible sur la plateforme de cytométrie de l’I2BC (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, Imagerie-Gif, campus CNRS de Gif-sur-Yvette).

Les cellules (ou autres particules en suspension) préparées dans leur milieu sont introduites dans le trieur (encadré 1) et soumises à une pression, qui permet de les faire circuler dans le système fluidique. Parallèlement, un liquide de gaine salin est également soumis à une pression, inférieure à celle de l’échantillon. La « rencontre » entre l’échantillon et le liquide de gaine soumise à une pression différentielle induit la formation d’un entonnoir virtuel (encadré 2) permettant aux évènements de passer devant les lasers un à un. Chaque évènement est alors identifié selon ses critères morphologiques et/ou fluorescents. Le système fluidique est soumis à une vibration de fréquence et d’amplitude connues, qui va induire la formation de gouttelettes (encadré 3). Les gouttelettes composées de liquide salin (liquide de gaine) et enfermant un évènement (exemple une cellule) vont pouvoir être chargées électriquement, et déviées par des plaques en métal également chargées. La charge apposée à la gouttelette va dépendre de l’identité de l’évènement qu’elle enferme, afin d’être déviée dans la voie de tri choisie. Cette technologie permet une séparation jusqu’à 6 voies simultanément (encadré 4). Il est possible de trier dans des tubes type Eppendorf, des tubes à hémolyse, des tubes de 15 mL ou 50 mL ou encore directement en plaque de 6 à 96 puits, avec le nombre choisi de cellule(s) par puits, ce qui en fait une technique très adaptée au clonage.

Le tri peut se faire sur des cellules fixées ou des cellules vivantes, avec une vitesse allant jusqu’à 15 000 évènements par seconde pour des cellules eucaryotes voire 35 000 évènements par seconde pour des micro-organismes. Les cellules triées sont viables, rendant possible la remise en culture. Le tri peut également être couplé à toutes les techniques -omiques en aval, ou à de l’imagerie en dynamique cellulaire. Cette technique ouvre aussi de nombreuses possibilités en séquençage dit sur cellule unique.

Vous pouvez également trouver cette technologie sur la plateforme d’imagerie et de cytométrie PFIC (UMS AMMICA, Gustave Roussy, Villejuif), OCCIGEN (Genopole, Evry), et depuis quelques semaines seulement, sur la plateforme PLAIMMO (UMS IPSIT, Châtenay-Malabry) également.

Contact : Mickael Bourge (mickael.bourge@i2bc.paris-saclay.fr)

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Aussi, le 20 septembre 2020, la plateforme de cytométrie publiait son premier un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME : La puissance statistique de la cytométrie au service de l’étude de flux ioniques intracellulaires en temps réel. Le lire à nouveau ?

I2BC / Plateforme de cytométrie (I2BC - plateformes IMAGERIE-GIF). Plus de 25 ans de service ! la plateforme réalise environ 300 prestations par an pour divers groupes de recherche appartenant à différents organismes de tutelles ou de sociétés privées. Les publications du service traduisent les nombreuses collaborations développées avec les différents instituts de la communauté Paris-Saclay ainsi qu’avec d’autres partenaires tels que l’INRA, l’INSERM, l’IRD, le CIRAD, des universités françaises et étrangères. Son expérience polyvalente et son expertise en sondes fluorescentes permettent d’adapter la cytométrie à des projets très divers issus de laboratoires publics et privés. Son partenariat avec SPS (Labex Saclay Plant Sciences) contribue à une activité importante dans le domaine de la biologie végétale. La plateforme de cytométrie en flux propose la mesure de fluorescence d'un ou plusieurs (> 10) fluorochromes simultanément, cellule par cellule. Cette technologie permet d'étudier: i) le dosage de la quantité d’ADN nucléaire en vue de l’étude de cycles cellulaires et d’endoréplication, ii) le dosage d’ADN à des fins de recherche en écologie et systématique, et d’amélioration des variétés (analyse de ploïdies), iii) le suivi de l’activité génique par l’expression d’un ou plusieurs gènes rapporteurs (tels que celui de la "Green Fluorescent Protein"-GFP et autres protéines fluorescentes), iv) des mesures d’activités métaboliques de la cellule (biosenseurs): dosage de calcium, pH, potentiel membranaire, poussées oxydatives, glutathion..., v) des analyses immunologiques, vi) le tri de cellules animales, de levures, de bactéries, de protoplastes et d’organites cellulaires.

A propos de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC - UMR 9198). L’I2BC est une Unité Mixte de Recherche (CEA, CNRS, Université Paris-Saclay), constituée de 70 équipes de recherches et 15 plateformes technologiques, provenant de 8 unités de recherches (CGM, IBBMC, IGM, ISV, LEBS, VMS, SB2SM, SBiGeM). L’institut est réparti sur 3 sites de recherche (Campus d’Orsay Vallée de l’Université Paris-Saclay, Campus du CNRS de Gif sur Yvette et Campus du CEA / Centre de Saclay) au sein de 14 bâtiments jusqu’au rassemblement programmé en 2020 sur le campus du CNRS de Gif-sur-Yvette.

La plateforme de biologie moléculaire et production virale de MIRCen (Institut de Biologie François Jacob, CEA, centre de Fontenay-aux-Roses) a pour mission de fournir à la communauté des outils pour le transfert de gènes in vivo avec une spécialisation dans le ciblage du système nerveux central. La plateforme a ainsi développé une grande quantité d'outils moléculaires permettant de modifier génétiquement les différents types cellulaires du tissu cérébral et ce à la fois in vivo et in vitro. Ces outils sont ensuite déclinés dans différents types de vecteurs viraux qui peuvent être utilisés pour transduire des cellules en culture, comme les vecteurs dérivés des lentivirus, ou bien qui peuvent être utilisés directement in vivo, par injection dans le parenchyme cérébral, comme les vecteurs dérivés des virus adéno-associés (rAAV).

Récemment, les outils développés par la plateforme de biologie moléculaire et production virale ont été utilisés dans une étude menée par l'équipe du Dr Nathalie Rouach (Collège de France) qui montre que les astrocytes sont responsables de la fermeture de la période critique de plasticité synaptique lors de la mise en place des circuits visuels chez la souris.

Retour sur cet exemple choisi ! Le développement du cerveau se caractérise par des périodes critiques au cours desquelles un remodelage des circuits par raffinement des synapses a lieu en fonction de l'activité neuronale. Les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu lors de ces périodes critiques restent encore largement inconnus. Pour élucider ces mécanismes, le cortex visuel de la souris est un modèle classiquement utilisé pour l'étude de la période critique. Sur cette base, dans un premier temps, l'équipe du Collège de France a démontré que des astrocytes immatures sont capables d'induire de la plasticité synaptique dans le cortex visuel de souris adultes. Pour cela, des astrocytes ont été extraits de cerveaux de souriceaux nouveau-nés puis transduits in vitro avec un vecteur lentiviral produit par la plateforme de biologie moléculaire et vectorisation virale, avant d'être greffés dans l'aire corticale visuelle V1 de souris âgées de 100 jours. Un test de dominance oculaire a alors montré que cette greffe entraînait une réactivation de la plasticité cérébrale typique de la période critique. L'expression de la GFP a permis de visualiser la bonne intégration des astrocytes greffés. Une étude de transcriptomique a alors été entreprise et a montré que l'expression de la connexine 30 augmente fortement dans les astrocytes au cours du développement, suggérant que cela pourrait contribuer à la fermeture de la période critique. Cette hypothèse a pu être confirmée grâce à l'utilisation de souris présentant une diminution de l’expression de la connexine 30 spécifiquement dans les astrocytes. Dans cette souris, il a été observé que la plasticité de la période critique continue d’augmenter jusqu'à un âge de 50 jours, alors qu'elle atteint son maximum normalement après 28 jours. Pour marquer les astrocytes du cortex visuel afin de les phénotyper précisément, la plateforme de biologie moléculaire et production virale a aussi développé un vecteur AAV exprimant la GFP sous contrôle du promoteur astrocytaire GFAP. Ce vecteur a en particulier permis de suivre l’intégration des astrocytes immatures ou matures greffés dans le cortex visuel de souris adultes, ainsi que de caractériser in vitro et in situ l’expression de la connexine 30 au cours du développement dans les astrocytes de souris sauvages et mutantes. Cette étude, récemment publiée (Ribot et al., Science 2021), a démontré pour la première fois que les astrocytes jouent un rôle clé dans la formation expérience-dépendante des circuits neuronaux qui a lieu lors de la période critique développementale.

Aussi, en juillet 2021, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME … prenez le temps de le relire !

Contact : Alexis Bemelmans (alexis.bemelmans@cea.fr)

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MIRCEN / Biologie moléculaire et production virale propose son expertise pour l'élaboration de vecteurs viraux dérivés d'AAV (adeno-associated virus) et de lentivirus, leur production et leur caractérisation. Ces vecteurs viraux permettent le transfert de gène de façon stable ou transitoire in vitro dans des lignées cellulaires ou des cultures primaires et in vivo dans un organisme entier (rongeur, primate non humain, etc.). Ils peuvent être utilisés dans une grande variété de modalités, comme l'expression d'un gène d'intérêt ou d'un gène rapporteur, l'inhibition d'un gène endogène par silencing utilisant des shRNA ou des miRNA, l'édition génique avec le système CRISPR/Cas9, etc. La plateforme est composée de 2 plateaux techniques : i) un laboratoire L1 de biologie moléculaire et microbiologie cellulaire dédié au clonage de gènes d'intérêt dans des plasmides d'expression eucaryotes mais aussi à l'étude de l'expression des gènes dans des modèles animaux ; ii) un laboratoire L3 composé de 10 pièces dédiées à la production et à la manipulation des vecteurs viraux. Les vecteurs viraux y sont titrés et testés pour leur efficacité. L'évaluation de la biodistribution et de l'effet biologique de ces vecteurs est ensuite prise en charge principalement par la plateforme d'histologie mais également par la plateforme d'imagerie in vivo (et notamment imagerie TEP) et la plateforme d'analyse comportementale.

A propos de MIRCen. MIRCen - Molecular Imaging Research Center - est une installation de recherche préclinique développée par le CEA et l'INSERM. Cette installation, basée sur le site CEA de Fontenay-aux-Roses, est constituée d'un ensemble de plateformes dédiées au développement et à la validation de modèles animaux pertinents de pathologies humaines. Ces modèles sont utilisés pour le développement et la validation de nouvelles techniques permettant de détecter des déficits à un stade précoce de la maladie. Ils sont également utilisés pour évaluer des thérapies innovantes dans le domaine des maladies neurodégénératives. Ce centre fait partie intégrante de l’Infrastructure Nationale en Biologie et Santé (INBS) Neuratris, infrastructure dédiée aux thérapies innovantes en neurosciences.

L’institut de Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI) a emménagé en septembre dernier dans un bâtiment tout neuf sur le site ouvert du CEA, juste à côté de NeuroSpin (Institut Joliot, CEA Paris-Saclay), formant ainsi le bloc NeuroSaclay. Ce déménagement a permis non seulement de rassembler les équipes de neurosciences de l’Université Paris-Saclay qui étaient présentes sur les sites de Gif-sur-Yvette, Orsay et Saclay, mais aussi de faire évoluer et rebaptiser un de ses plateaux techniques historiques : AMATrace devient PSI-CO !

En effet, créée et fonctionnelle depuis 2013, la plateforme AMATrace avait été développée à l’origine par le laboratoire Neurogénétique du poisson zébré (NED), et permettait d’analyser le comportement et la cognition des animaux aquatiques, notamment les poissons téléostéens devenus aujourd'hui des modèles incontournables en Neurosciences.

Profitant d’un déménagement et d’une nouvelle installation au sein du bâtiment NeuroPSI, la plateforme AMATrace se permet de s’agrandir, de se diversifier et même de se perfectionner ! Nouvellement baptisée « PSI-CO » (ndlr, neuroPSI–COgnition), cette plateforme d’étude du phénotype comportemental accueillera tout neurobiologiste désireux d’étudier les modalités comportementales et cognitives de son modèle d’étude, qu’il soit poisson (comme le faisait déjà AMATRace), mais aussi à présent rat ou souris ! Pour ce faire, PSI-CO dispose de nombreux équipements associés à des logiciels de suivi-vidéo dédiés à chacune de ces espèces. Combinés à notre expertise, ces équipements vous permettront d’appréhender et de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques qui sous-tendent les comportements d’intérêts chez vos modèles d’étude, allant des comportements les plus spontanés aux performances cognitives les plus élaborées. De plus, PSI-CO met aussi à disposition des salles d’injection, de perfusion et de chirurgie, vous permettant de mener vos projets de recherche dans leur globalité. Enfin, en plus du matériel déjà présent, les équipes utilisatrices permettent à PSI-CO de continuer d’évoluer pour rester à la pointe de la modernité. PSI-CO s’équipera d’ailleurs prochainement de matériel innovant tel qu’un microscope bi-photon qui permettra d'explorer, dans un premier temps, chez la drosophile et la souris, le lien entre des comportements spécifiques et l’activité neuronale.

N’hésitez pas à nous contacter afin que l’on puisse mener à bien de belles collaborations !

Aussi, en savoir plus sur ce nouveau microscope biphotonique et les premiers projets associés ? cliquer ICI. Enfin, en septembre 2019, AMAtrace publiait son premier FOCUS PLATEFORME … prenez le temps de le relire !

Contact: Cynthia Froc (cynthia.froc@cnrs.fr)

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En savoir plus sur la plateforme PSI-CO ? La plateforme de comportement PSI-CO dispose de plusieurs zones dédiées à l’étude du phénotype comportemental chez plusieurs modèles animaux aquatiques (Danio rerio, Oryzias latipes) et terrestres (souris, rats). Équipée de divers dispositifs associés à des caméras et logiciels de vidéotracking performants ainsi qu’un microscope biphoton de pointe, la plateforme PSI-CO permet d'analyser finement les comportements moteurs, spontanés (locomotion, exploration), sociaux, émotionnels, ainsi que de nombreuses fonctions cognitives (apprentissages, mémoires, prise de risque …). Des pièces de chirurgie, salles d’injection et salles de perfusions sont également réservables.

L’institut de Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI) a emménagé en septembre dernier dans un bâtiment tout neuf sur le site ouvert du CEA, juste à côté de NeuroSpin (Institut Joliot, CEA Paris-Saclay), formant ainsi le bloc NeuroSaclay. Ce déménagement a permis non seulement de rassembler les équipes de neurosciences de l’Université Paris-Saclay qui étaient présentes sur les sites de Gif-sur-Yvette, Orsay et Saclay, mais aussi de composer un nouveau plateau technique d’imagerie photonique cellulaire et tissulaire nommé NeuroPICT, ouvert à la communauté.

L’imagerie, qu’elle soit structurelle ou fonctionnelle, est un puissant outil pour de nombreuses thématiques de recherche de l’institut, qu’elle soit réalisée avec des modèles aussi variés que les cerveaux de la drosophile, du poisson zèbre ou de la souris, sur l’animal en comportement, sur des tissus cérébraux ex vivo ou in vivo, ou sur des tissus fixés. Une combinaison de technologies de pointe permet par exemple d’élucider les mécanismes cellulaires qui contrôlent la céphalogenèse au cours du développement, d’identifier les circuits exécutifs impliqués dans différentes fonctions cognitives comme les processus de prise de décision ou encore de mettre en évidence des défauts morphologiques liés à des pathologies neurodéveloppementales.

NeuroPICT est donc une jeune plateforme qui va continuer son installation et son évolution pour compléter l’offre d’imagerie photonique présente dans le périmètre Paris-Saclay, notamment en ce qui concerne la collecte d’images tridimensionnelles d’un échantillon biologique épais préalablement clarifié ou bien l’imagerie calcique à long terme sur l’animal en comportement. Les responsables scientifiques et opérationnels seront heureux de vous présenter ce plateau technique, de vous aider à réaliser vos projets d’imagerie et d’établir de nouvelles collaborations avec la communauté académique ou les partenaires privés. N’hésitez pas à prendre contact avec nous !

Contact: Sandrine Guyon (sandrine.guyon@universite-paris-saclay.fr)

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En savoir plus sur la plateforme NeuroPICT ? La plateforme d’imagerie NeuroPICT a pour principal objectif de proposer à la communauté scientifique un ensemble de méthodologies indispensables dans le domaine des Neurosciences. Elle permet de faire de l’imagerie multi-échelle de la cellule à l’organisme entier, sur tissus ou organismes vivants, fixés ou transparisés. La plateforme propose son expertise ainsi que plusieurs équipements de microscopie photonique : des microscopes à épifluorescence ou à illumination structurée (Apotome), un ultramicroscope à feuille de lumière, deux microscopes confocaux à balayage laser, un microscope multiphoton. Nous disposons également d’une station d’analyse d’images Imaris indispensable pour traiter les jeux de données obtenus. La plateforme va également acquérir au cours de l’année 2022 un microscope bi-photon bi-directionnel haute résolution associé à des dispositifs comportementaux permettant d’établir les causalités entre dynamiques neurales et fonctions cérébrales intégrées sur l’animal vigile. Le personnel investi dans cette plateforme forme les nouveaux utilisateurs et leur propose aide et conseils. Nous pouvons également collaborer à des projets scientifiques et technologiques.

La plateforme de cytologie et imagerie (Institut Jean Pierre Bourgin, centre INRAE de Versailles-Grignon, est une plateforme couvrant différents aspects de la microscopie, de l’observation en fond clair à l’analyse poussée de la fluorescence en microscopie confocale dont l’activité est centrée autour des échantillons végétaux. La plateforme offre un ensemble de microscopes, d’appareils de préparation des échantillons nécessaire pour l’observation et de compétences nécessaires. Elle est également partie intégrante d’un ensemble plus vaste, l’Observatoire du Végétal, qui regroupe des infrastructures allant de la culture à l’observation et l’analyse des plantes (phénotypage multiniveaux).

Le projet SuperRes, associé à l’acquisition d’un microscope super-résolution à technologie STED, a été proposé courant 2021 à la région Ile-de-France, soutenu par l’Université Paris-Saclay dans le cadre de l’appel d’offre SESAME, et vient d’obtenir une subvention de 380 k€ (385 k€ demandés), permettant de finaliser son budget (680 k€, fonds propres Unité, INRAE, IBISA, SPS, AgroParistech).

L’achat de cet équipement permettra de faire évoluer la recherche et l’enseignement vers de nouvelles techniques de pointes en microscopie de fluorescence et de former équipes et étudiants à ces technologies avancées, peu ou pas accessibles en Ile-de-France. Les projets scientifiques associés au projet de STED sont de tout premier plan en termes de recherche, sur des fronts de science en biologie végétale (biologie du développement, modélisation, biologie cellulaire). L’équipement sera bien entendu ouvert aux communautés animales (biologie cellulaire à haute résolution) et de microbiologie (étude de biofilms, biologie subcellulaire à haute résolution) ainsi qu’au tissu industriel de la communauté UPSaclay qui ne dispose que de très peu de dispositifs à super résolution. L’absence d’accès à la super-résolution impacte un nombre croissant de champs de recherche et ce microscope va contribuer à combler ce manque.

La technologie STED est en effet la seule solution à bénéficier d’une résolution en XY inférieure à 50 nm associée à une distance de pénétration en Z de l’ordre de 20 à 50 µm, ce qui est très important pour nos échantillons épais et parfaitement compatible avec la taille des étalements de chromosomes, des premières couches cellulaires de la racine ou de la feuille d’A. thaliana, plante modèle très utilisée dans la communauté végétale, mais également compatible avec de nombreuses autres plantes. Cette solution semble la plus prometteuse en termes d’évolution afin de fournir des images de qualités supérieures aux équipes de recherche et modélisation : amélioration de la résolution en XY, amélioration de la résolution en Z, augmentation de la vitesse d’acquisition, souplesse d’utilisation des fluorophores. Une seule raie laser de déplétion sera installée, à 775 nm. C’est la seule compatible (selon nos propres essais et d’après la littérature) avec les échantillons végétaux, la chlorophylle absorbant très efficacement la raie de déplétion à 592 nm.

Cette nouvelle offre technologique de la plateforme inspirera et permettra de nouvelles avancées à de multiples projets de recherche en poussant les limites de la résolution et permettra une nouvelle compréhension des mécanismes moléculaires.

NB : En région Ile-de-France, seuls 3 microscopes à technologie STED récents équipés d’un laser de déplétion à 775 nm sont installés*, très peu accessibles et aucun dédié à la biologie végétale, qui doit faire face à des contraintes particulières (température de conservation, qualité de lumière pour les échantillons, problèmes d’autofluorescence importants, expertise des agents…).

*Plateforme d'imagerie cellulaire - NeurImag (Institut de Psychiatrie et de Neurosciences de Paris) ; Center for Interdisciplinary Research in Biology – CIRB (Collège de France, Paris) ; Plateforme d’Imagerie-Cytométrie de Généthon – ImCy (Evry).

Contact : Bertrand DUBREUCQ (bertrand.dubreucq@inrae.fr)

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Aussi, le 15 février 2021, la plateforme de Cytologie et Imagerie publiait son premier un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME : La microdissection assistée par laser, un apport « tranchant » dans l’analyse à très petite échelle des transcriptomes végétaux. Le lire à nouveau ?

La plateforme de Cytologie et Imagerie est une plateforme adossée à une très grosse unité (Institut Jean Pierre Bourgin, 350 personnes) et intégrée dans un ensemble plus vaste allant de la culture des plantes à l’observation finale ou l’analyse métabolique (Observatoire du Végétal). La plateforme a été pionnière dans le développement de nouvelles techniques d’étude du végétal notamment dans l’étude du matériel vivant (caractérisation du développement du méristème vivant, interaction entre protéines par la technique d’anisotropie de fluorescence chez les végétaux). La plateforme compte 8 permanents INRAE (5 ETP) et regroupe les activités et les équipements d'imagerie cellulaire nécessaires à l’étude des plantes : micro et macroscopie, microscopie confocale, vidéomicroscopie, cytométrie, microscopie électronique à balayage, microdissection laser, ainsi que toutes les ressources pour le traitement, l’inclusion et la coupe des échantillons (coupe semi fines, fines, ultrafines, cryosections). Elle est hébergée dans un bâtiment complètement rénové de 1000 m2 accueillant la trentaine de pièces optiques et les données produites par la plateforme sont hébergées sur un serveur institutionnel dont le contenu est sécurisé et sauvegardé. La plateforme est ouverte à toutes les demandes de l’unité et hors unité, institutionnelles ou du secteur privé. La structure est labellisée IBISA.

Depuis 2012, le département IDMIT (CEA, Institut de biologie François Jacob) encore «  IMETI/SIV » à ce moment-là s’efforce de mettre en place un système de gestion connecté et sécurisé de ses données de laboratoire. La plateforme informatique et bioinformatique (IBI) et son équipe lance alors le projet BATLab. Déposé à l’Agence de Protection des Programmes, le logiciel web intègre alors petit à petit des fonctionnalités de LIMS pour la gestion des projets, autorisations, équipements et autres résultats d’expériences.

Pour des raisons d’optimisation et d’interopérabilité entre les différents modules, la planification, le recensement et la recherche des prélèvements et échantillons devient vite incontournable : BATLab fait dès lors office de centre de ressources biologiques au sein du département, avec des centaines de nouvelles entrées chaque jour étiquetés par code-barres.

Enfin, pour le pilotage de ses animaleries uniques en Europe, il dispose de plusieurs modules dédiés à la gestion des différentes zones ainsi qu’à la planification des interventions et observations cliniques, le tout développé dans un le cadre ISO9001 d’IDMIT et orienté AAALAC. Aujourd’hui, il est le centre névralgique des données et de la gestion du département ; la sécurité et la flexibilité de son utilisation font qu’il est déployé sur différents sites partenaires, intra et extra CEA, notamment, au CIPHE (Centre d’immunophénomique) de Marseille, et différents autres sites en cours de déploiement.

Contact: Brice Targat (brice.targat@cea.fr)

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IDMIT / Plateforme informatique et bioinformatique (IBI). Au sein du département IDMIT de l'Institut François Jacob, l'équipe IBI développe et maintient depuis 2012 un logiciel de gestion de données de laboratoire (LIMS) nommé BATLab. Grâce à sa situation et aux interactions quotidiennes avec les acteurs de l'immunologie, il est devenu la clé de voute de l'organisation d'IDMIT. Les nombreux projets de nos différents laboratoires y sont planifiés des mois à l'avance pour gérer et optimiser le calendrier de nos plateformes, tout en gardant une grande flexibilité pour s'adapter aux besoins de dernière minute, dont le récent COVID-19. La gestion de nos animaleries primates (A1, A2, A3, A3 aéro) y est également essentielle, et la préoccupation du bien-être animal (AAALAC) est omniprésente. Notre activité repose également sur une gestion critique de notre centre de ressources biologiques (CRB) et nos stocks de réactifs, anticorps, médicaments, (...) ou autre pathogènes. Les Micro-Organismes et Toxines (MOT) et les études s'y rapportant y sont par ailleurs gérés avec une attention particulière qui a pleinement satisfait l'ANSM. Les résultats d'expérience des différentes plateformes (cytométrie, multiplex, charges virales, nfs …) y sont hébergés et visualisés – comme le reste des informations du LIMS – à l'aide du logiciel de visualisation de données Tableau Software. En fin de pipeline, BATLab gère finalement certains aspects de facturation et d'unités d'œuvre, dont les couts d'hébergement des animaux pour les différents projets.

A propos d’IDMIT. IDMIT (Infectious Disease Models and Innovative Therapies) est une infrastructure nationale en biologie et santé (INBS) dédiée aux recherches précliniques sur les maladies infectieuses humaines. Ses fondateurs institutionnels sont le CEA, l’Institut Pasteur, l’INSERM mais aussi l’ANRS (Agence nationale de Recherche sur le SIDA et les Hépatites Virales) et l’Université Paris-Saclay. Localisée sur le centre CEA de Fontenay-aux-Roses, IDMIT offre aujourd’hui à la communauté scientifique nationale et internationale une infrastructure unique en Europe, une expertise scientifique, différents modèles d’infections virales humaines - notamment chez le primate non-humain (PNH) - pour l’étude de l’infection par le VIH, le SARS-Cov2, les virus de la grippe, du chikungunya, de la dengue, de la fièvre jaune, et également par les agents du paludisme, de la coqueluche, et des chlamydioses. Ses objectifs ? i) d’étudier la pathogénèse des maladies infectieuses humaines dans des modèles in vivo, ii) caractériser les réponses immunes innées et adaptatives aux infections, iii) étudier les interactions hôtes-pathogènes et enfin, iv) développer des modèles précliniques pour évaluer l’efficacité de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques, notamment chez le PNH.

Rattachée à l’unité de services TEFOR Paris-Saclay, TPS-AQUA (ou TEFOR Paris-Saclay / Zootechnie aquatique) s’installe au sein du bâtiment de l’Institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI) sur le pôle technologique Paris-Saclay. Elle y disposera de 1600 m² d’animalerie aquatique et constituera un pôle français d’exception en recherche sur les modèles aquatiques et l’étude de leur bien-être. Vous souhaitez utiliser des modèles vertébrés aquatiques pour mener à bien vos recherches ? TPS-AQUA (TEFOR Paris-Saclay / Zootechnie aquatique) est là pour vous y aider !

TPS-AQUA, c’est une offre de modèles aquatiques diversifiée…

La vedette des espèces modèles aquatiques : le poisson-zèbre Danio rerio, poisson de rivière, originaire d’Asie, est très populaire auprès des chercheurs dans de nombreux domaines (neurosciences, toxicologie, biologie du développement, cardiologie, etc.). Sa petite taille (4 à 5 cm à l’âge adulte), son développement rapide et la transparence des stades embryonnaires en font un animal alliant facilité d’élevage et fort intérêt scientifique ;

Un autre poisson de rivière originaire d'Asie, plus précisément du sud-est, le médaka Oryzias latipes, célèbre pour sa capacité à vivre dans des conditions environnementales variées et pour la rapidité de ses réponses à différentes drogues, justifiant sa large utilisation dans le domaine de la toxicologie ;

Deux modèles de xénopes : Xenopus laevis et Xenopus tropicalis ;

D’autres espèces de poissons les rejoindront : des cichlidés (Neolamprologus brichardi, Maylandia spp.), danionella (Danionella translucida) et killifish (Nothobranchius furzeri).

TPS-AQUA, c’est également une offre de services diversifiée…

Pour chacune des espèces mentionnées ci-dessus, plusieurs services sont accessibles, tels que i) l’hébergement de vos lignées sauvages ou modifiées, ii) la fourniture de tissus, d’œufs, de larves ou d’individus adultes et iii) un accueil scientifique temporaire et ce, en collaboration avec les autres équipes de l’unité TEFOR Paris-Saclay, pour vous aider à monter de bout en bout votre projet (hôtel à projet « clé en main »).

Enfin, TPS-AQUA anime aussi des formations réglementaires pour l’utilisation des espèces aquatiques.

Les modèles aquatiques, c’est clairement leur branch(i)e d’expertise et une équipe dédiée !

TPS-AQUA c’est une équipe de 5 agents experts : quatre zootechniciens entourent la responsable Marie-Elise Schwartz (CNRS). Tous ensemble, ils assurent les activités d'élevage et maintiennent les animaux selon des protocoles standardisés et optimisés pour améliorer en tout point le bien-être animal.

Contact : Marie-Elise Schwartz (marie-elise.schwartz@cnrs.fr)

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La plateforme Anaxem de l’Institut Micalis (INRAE, Jouy-en-Josas) propose à la communauté scientifique, académique comme industrielle, de Paris-Saclay, des animaux axéniques (dépourvus de microbiote) ou à microbiote contrôlé et les équipements nécessaires pour étudier le dialogue entre les microbiotes commensaux et leur hôte.

La majorité des animaux utilisés sur la plateforme sont des rongeurs (rats et souris) mais une autre espèce animale est aussi présente : la caille du Japon (Coturnix japonica) ! Cette dernière est utilisée comme modèle d’étude d’une grave maladie du nouveau-né prématuré, l’entérocolite ulcéronécrosante (ECUN). L’incidence de cette maladie est de 2-7% chez les grands prématurés (naissance avant la 32ème semaine d’aménorrhée) et de 5-22% chez ceux dont le poids à la naissance est inférieur à 1000 g. La maladie apparaît de manière brutale et imprévisible et peut conduire à la mort de l’enfant dans 20 à 30% des cas. Son origine est encore mal connue. Elle est très probablement multifactorielle : interviennent la nutrition entérale, l’immaturité intestinale (motilité intestinale réduite, production insuffisante d’enzymes digestives, en particulier de lactase) et des anomalies dans la colonisation bactérienne de l’intestin. En particulier des espèces du genre Clostridium, telles que C. butyricum, C. neonatale et C. perfringens, sont fréquemment isolées des sujets atteints.

Compte tenu de ces éléments, la caille du Japon est un modèle très intéressant pour reproduire les lésions de l’ECUN : comme tous les oiseaux, et contrairement aux mammifères, son tube digestif ne produit pas de lactase ; son gros intestin comporte deux longs caeca flexueux, organes creux dont la motilité est réduite et dans lesquels peut se développer un microbiote abondant. En colonisant des cailles axéniques avec des souches de Clostridium isolées de prématurés atteints d’ECUN, et en les nourrissant avec un aliment contenant du lactose à la même concentration que dans le lait, on reproduit en quelques semaines des lésions intestinales typiques de la maladie : pneumatose, inflammation, hémorragie, nécrose.

En savoir plus ? Szylit O. et al., The Lancet 1997, Aires J. et al., Impact 2016 et Bellet D. et al., STAL 2017.

L’équipe du Prof. Julio Aires (Université de Paris, INSERM, UMR 1139 3PHM, Faculté de Pharmacie de Paris, FHU Prema, Paris) utilise régulièrement le modèle de caille axénique de la plateforme Anaxem pour étudier le rôle et les mécanismes d’action de différentes souches bactériennes de Clostridium dans la pathogénie de l’ECUN mais aussi pour tester les effets préventifs de probiotiques.

Contact : Sylvie rabot (sylvie.rabot@inrae.fr)

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MICALIS / Animalerie axénique (Anaxem). L'installation expérimentale Anaxem est une animalerie de rongeurs et oiseaux sans microbiote (axéniques) ou à microbiote contrôlé, maintenus en isolateurs. Elle propose aux équipes de recherche de l'Institut Micalis, d'INRAE et d'autres organismes (académiques et privés), les animaux, les infrastructures et l'assistance technique pour mener des protocoles expérimentaux dédiés à l'étude du dialogue entre les microbiotes commensaux et leur hôte.

A propos de l’Institut Micalis. Micalis est une unité mixte de recherche (UMR) associant l’INRA et AgroParisTech et faisant partie de l’Université Paris-Saclay (UPSaclay). Sa mission est le développement de recherches novatrices dans le champ de la « Microbiologie de l’Alimentation au service de la Santé ».

Cerner l’ennemi (connaitre son identité et son histoire), repérer l’envahisseur dès que possible, décrypter les plans d’attaque du virus, analyser les dommages, vaincre l’adversaire et mieux nous protéger… C’est au travers de ces cinq actions que le GIS IBiSA fait le point sur l’implication de ses plateformes dans la lutte contre la Covid-19.

Cet article publié sur le site web d’IBiSA et relayé dans sa dernière newsletter dévoile une liste de travaux de recherche innovants et prometteurs qui témoigne de la forte contribution des plateformes. Le GIS IBiSA est fier de les représenter, de les soutenir et d’encourager cette dynamique, qui montre par ailleurs leur capacité à interagir entre elles, avec les équipes de recherche et le secteur médical, à l’échelle locale, nationale, voire internationale.

Parmi les plateformes mises en avant dans l’article et relevant du territoire Paris-Saclay, vous trouverez celles de l’Institut de biologie François Jacob (MIRCen, IDMIT) et de l’Institut des sciences du vivant Frédéric JOLIOT (DMTS/ProGénoMix), également indexées dans PlugInLabs Université Paris-Saclay !

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Vous souhaitez connaitre les plateformes de l’écosystème Paris-Saclay labélisées IBiSA ? Vous avez besoin d'un équipement de pointe ou des compétences d'une plateforme en sciences du vivant pour faire progresser vos travaux de recherche ? L'annuaire IBiSA vous aide à identifier les structures appropriées sur le territoire national !

A propos d’IBISA. Le GIS IBiSA coordonne la politique nationale de labellisation et de soutien aux infrastructures de biologie, santé et agronomie. Placé sous la tutelle du CEA, du CNRS, de l'INRAE, de l'Inria, de l'Inserm, de l’INCa, de la CPU et du Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation (MESRI), il est l’unique instrument de financement commun à l’ensemble des établissements en sciences du vivant, Grâce à deux appels d’offres dédiés, les plateformes et centres de ressources biologiques (CRB) peuvent candidater à la labellisation IBiSA et accéder à des financements conséquents pour des investissements jugés nécessaires à leurs missions. Le GIS conditionne son soutien à une ouverture large à la communauté scientifique. Il encourage également la création de structures de pilotage, concertation et coopération, l'animation de réseaux thématiques, et accompagne les démarches qualité en vue de la structuration et certification des plateformes.

A propos de Plug In Labs Université Paris-Saclay. Plug In Labs Université Paris-Saclay ou PILUPS pour les intimes, est le portail numérique unique retenu par l’Université Paris-Saclay pour la mise en valeur et promotions des compétences, expertises et technologies des laboratoires et plateformes technologiques de son territoire ! Piloté par l’Université Paris-Saclay et la SATT Paris-Saclay, financé par l’IDEX et le Fonds national de valorisation, PILUPS est accessible à tous depuis 2017, partenaire académique comme entreprise, en particulier les PME.

Un seul site web : https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr. Et une seule adresse mail : pluginlabs@universite-paris-saclay.fr.

La plateforme de protéomique de Gif-sur-Yvette, créée en 2007 sous le nom de SICaPS (Service d’Identification des Protéines par Spectrométrie de masse), récemment rebaptisée Protéomique-Gif, fait partie intégrante de l’Institut de Biologie Intégrative de la cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette) depuis 2015. Elle couvre différents aspects de la protéomique et des analyses de protéines par spectrométrie de masse : du contrôle qualité de protéines à l’analyse en profondeur des interactomes, des protéomes et de leurs modifications.

Protéomique-Gif offre un ensemble de spectromètres de masse, de stratégies et de méthodes de préparation des échantillons nécessaires pour identifier et quantifier des protéines et leurs modifications chimiques, co- et post-traductionnelles. L’un des spectromètres de masse, le timsTOF Pro de Bruker (obtenu grâce à des financements SESAME Santé IdF 2017, Plan Cancer 2018, IBiSA, Université Paris-Saclay et CNRS) permet désormais d’identifier plusieurs milliers de protéines à partir de 50 à 200 ng de protéines.

Mais que sont des analyses protéomiques ? Des analyses protéomiques consistent à étudier l’ensemble des protéines d’un compartiment cellulaire, d’une cellule, d’un tissu, d’un organisme ou d’un fluide biologique. Cet ensemble de protéines, nommé protéome, résulte de la combinatoire de l’expression des gènes et des modifications post-transcriptionnelles, co- et post-traductionnelles parfois complexes. Des stratégies analytiques dédiées, mettant en jeu des digestions de protéines, des enrichissements de peptides, des séparations chromatographiques et des analyses par spectrométrie de masse, ainsi que des analyses bio-informatiques et statistiques des données générées, permettent d’identifier, quantifier et caractériser finement les protéines d’un échantillon biologique à un instant donné. Elles permettent d’étudier les changements d’expression des protéines, leurs modifications et les interactions qu’elles établissent avec des partenaires protéiques qui contribuent à réguler les fonctions normales et pathologiques des protéines.

Un exemple d’application de ces approches et expertises ? Regard sur un interactome choisi ! L’agrégation des protéines Tau et la propagation de ces agrégats dans le cerveau sont liées à la progression de la maladie d’Alzheimer. Les agrégats de Tau se propagent d’une cellule neuronale à une autre en se liant aux membranes des cellules, avant d’être internalisés et amplifiés dans la cellule réceptrice. L’étape clé dans la propagation de ces agrégats pathogéniques est la fixation d’agrégats provenant de cellules neuronales affectées aux membranes de cellules indemnes. Par une approche protéomique de pêche des partenaires des agrégats de protéines Tau fibrillaire, l’équipe de Ronald Melki (MIRCen, CNRS/CEA/Université Paris-Saclay, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, Fontenay-aux-Roses), en collaboration avec l’équipe d’Antoine Triller (Ecole Normale Supérieure, Sorbonne Université et l’Inserm) et la plateforme Protéomique-Gif, a identifié l’interactome membranaire de neurones de souris des agrégats de Tau pathogéniques, et a ainsi pu identifier les cibles de ces agrégats. Ce travail a permis de documenter les conséquences fonctionnelles de l’interaction des agrégats de Tau avec notamment la pompe sodium/potassium et des récepteurs du glutamate, des protéines essentielles à la survie des neurones.

En savoir plus ? Shrivastava A et al., EMBO J. 2019. Cette étude illustre l’intérêt et le potentiel des approches de protéomique et le savoir-faire de la plateforme Protéomique-Gif. L’accès au timsTOF Pro et a ses nouvelles performances a récemment permis d’accéder à une profondeur d’analyse des protéomes plus grande encore. Et de nouvelles sensibilités pourraient encore être atteintes dans le futur…

Les analyses d’interactomes, de protéomes complexes ou des caractérisations fines de protéines vous intéressent, n’hésitez pas à nous contacter et à nous soumettre vos demandes. Nous élaborerons ensemble la stratégie la plus adaptée à la réalisation de votre projet.

Contact : Virginie Redeker (virginie.redeker@cnrs.fr)

Plug In Labs Université Paris-Saclay : cliquer ici

La plateforme Protéomique-Gif (SICaPS), labellisée IBiSA, est ouverte à l'ensemble de la communauté scientifique. La plateforme propose des méthodologies de protéomique et des technologies de spectrométrie de masse de pointe pour identifier, caractériser et quantifier les protéines et certaines de leurs modifications à partir d'échantillons plus ou moins complexe. Une technologie de dernière génération permet l'identification et la quantification relative de protéines peu abondantes dans des échantillons protéiques très complexes. Des méthodes analytiques adaptées permettent de caractériser des modifications co-, post-traductionnelles ou chimiques des protéines (phosphorylations, lipides, pontages covalents …). La plateforme dispose d'une solide expertise dans la préparation d'échantillons protéiques de nature variée, leur analyse par spectrométrie de masse et le traitement des données. Elle optimise et développe des méthodes analytiques en réponse aux besoins des utilisateurs. La plateforme propose une variété de services sous forme de prestations : i) standards : préparations d'échantillons, mesures de masse exacte, identification de protéines, contrôle-qualités de protéines recombinantes ou ii) collaboratives : quantification relative des protéines, comparaisons approfondies de protéomes, interactomes, caractérisation de déterminants structuraux et de modifications des protéines.

La plateforme de biologie structurale hébergée par le laboratoire Structure et Activité des Biomolécules Normales et Pathologiques (SABNP, Inserm UMR-S 1204 – Université d’Evry-Val-d’Essonne – Université Paris-Saclay), situé à Genopole, enrichit son offre technologique d’un imageur HCS (high content screening) de haute résolution : l’Opera Phenix+ (Perkin Elmer). David Pastré, directeur du laboratoire nous confie que « grâce à Genopole et à l’Université d’Évry, mon équipe bénéficie aujourd’hui d’un imageur combinant haut-débit et haute-résolution, indispensable au développement à grande échelle de notre nouvelle technologie brevetée – MicroTubule Bench (MTbench) – mesurant les interactions biomoléculaires, notamment ARN-protéine, dans des cellules vivantes ». L’arrivée de cet imageur donne les moyens de tirer parti du haut potentiel de la technologie développée par le laboratoire et brevetée par Inserm Transfert, grâce à l’acquisition d’une importante quantité d’images dans un temps relativement court (63,000 images en seulement 5 heures) : en multipliant le nombre d’images par test, la fiabilité de ces derniers augmente également.

Comme écrit ci-dessus, MTbench est une méthode novatrice pour étudier un phénomène clé du fonctionnement du vivant : les interactions protéine-protéine et ARN-protéine. La méthode les détecte et les quantifie dans les cellules vivantes en utilisant une structure naturelle de la cellule : le réseau de microtubules. David Pastré ajoute que « sa technologie MTbench promet de nombreuses applications, en particulier pour tester l’action ou découvrir de nouveaux médicaments et pour mieux connaitre les dérèglements associés aux maladies. Elle peut par exemple explorer dans des cellules vivantes l’impact de mutations responsables de pathologies, aider à en comprendre le mécanisme, puis à rechercher des molécules thérapeutiques capables de corriger l’effet de ces mutations ». L’imageur HCS à haute résolution Opera Phenix+ apporte ainsi à la plateforme mutualisée de biologie structurale un équipement de très haute technologie qui, associé à la méthode MTbench, inédite et unique au monde, et à l’expertise de l’équipe, ouvre notamment à des études d’interactions protéine-protéine et ARN-protéine d’intérêt majeur en santé humaine, qui pâtissaient jusque-là d’un déficit de technologies. David conclut en rappelant que « cet équipement de pointe est accessible à la communauté scientifique publique et privée ! ».

Pour connaitre les modalités d’accès à la plateforme de Biologie structurale, n’hésitez pas, contactez-nous !

Contact : Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr)

Plug In Labs Université Paris-Saclay : cliquer ici

GENOPOLE / Plateforme de biologie structurale. La plate-forme de biologie structurale offre des équipements de pointe et l’expertise associée en spectroscopie RMN et en microscopie à force atomique. Concernant la spectroscopie RMN, les domaines d’activités sont d’une part l’analyse de la structure de protéines en solution, leur repliement, leur stabilité et leur dynamique en solution, d’autre part l’analyse des interactions ligand-protéine, protéine-protéine et protéine-acides nucléiques. Concernant la microscopie à force atomique, les domaines d’activités sont la caractérisation d’objets biologiques à l’échelle nanométrique, l’observation à l’air ou en milieu liquide de molécules uniques (ADN ou protéines), et l’étude de la formation de complexes ADN-ligands, protéine-protéine et microtubules-partenaires. Enfin, une partie de l’activité de la plate-forme concerne la modélisation de la dynamique moléculaire. La plate-forme de Biologie structurale fait partie de l’infrastructure nationale FRISBI.

A propos de Genopole. Premier biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 77 entreprises de biotechnologies, 18 laboratoires de recherche, 26 plateformes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Situé à Évry-Courcouronnes, Genopole, dirigé par Gilles Lasserre, est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon.

Pour obtenir plus de renseignements sur les plateformes labellisées par Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, vous pouvez aussi contacter Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr).

Danio rerio se fait appeler Danio zébré, Danio rayé, petit Danio, poisson zèbre et parfois même, poisson pyjama. Convoité par bon nombre de scientifiques pour sa transparence, ses facilités de reproduction et d’élevage, il est le deuxième organisme modèle de laboratoire le plus utilisé dans le monde. Jean-Stéphane Joly présente ce petit poisson sans équivalent, emblème de TEFOR Paris-Saclay à l’honneur dans la newsletter trimestrielle d’IBiSA. Découvrez-le maintenant !

Parmi les autres actualités du trimestre…

Bilan de l’appel d’offres Plateformes IBiSA 2020. Sur avis du conseil scientifique, le comité de direction du GIS s’est prononcé début novembre : 6 plateformes ont été labellisées IBiSA et 2 683 000 € ont été distribués à 40 structures labellisées en biologie, santé et agronomie. Retour sur l’édition 2020 de l’appel d’offres Plateformes.

Un nouveau réseau de compétences pour les plateformes IBiSA. Le GIS a mis en place un réseau de compétences transversales proposant aux plateformes labellisées des journées thématiques pour répondre à des besoins autres que scientifiques et technologiques. Ces ateliers visent à soutenir le fonctionnement quotidien des plateformes et à créer du lien entre leurs gestionnaires.

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A propos d’IBISA. Le GIS IBiSA coordonne la politique nationale de labellisation et de soutien aux infrastructures de biologie, santé et agronomie. Placé sous la tutelle du CEA, du CNRS, de l'INRAE, de l'Inria, de l'Inserm, de l’INCa, de la CPU et du Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation (MESRI), il est l’unique instrument de financement commun à l’ensemble des établissements en sciences du vivant, Grâce à deux appels d’offres dédiés, les plateformes et centres de ressources biologiques (CRB) peuvent candidater à la labellisation IBiSA et accéder à des financements conséquents pour des investissements jugés nécessaires à leurs missions. Le GIS conditionne son soutien à une ouverture large à la communauté scientifique. Il encourage également la création de structures de pilotage, concertation et coopération, l'animation de réseaux thématiques, et accompagne les démarches qualité en vue de la structuration et certification des plateformes.

A propos de Plug In Labs Université Paris-Saclay. Plug In Labs Université Paris-Saclay ou PILUPS pour les intimes, est le portail numérique unique retenu par l’Université Paris-Saclay pour la mise en valeur et promotions des compétences, expertises et technologies des laboratoires et plateformes technologiques de son territoire ! Piloté par l’Université Paris-Saclay et la SATT Paris-Saclay, financé par l’IDEX et le Fonds national de valorisation, PILUPS est accessible à tous depuis 2017, partenaire académique comme entreprise, en particulier les PME. Un seul site web : https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr. Et une seule adresse mail : pluginlabs@universite-paris-saclay.fr.

Plateforme est un terme inscrit dans l’ADN de l’Université Paris-Saclay et notamment son domaine Sciences de la Vie.

Sous cette dénomination générique et utilisée de manière souple à Paris-Saclay, se retrouvent référencées et visibles via l’interface Plug In Labs Université Paris-Saclay, plus de 200 entités - des plateaux techniques, des plateformes technologiques, des infrastructures d’expérimentation, mais aussi des collections - en d’autres termes, des espaces de laboratoires dotés d’équipements – parfois uniques – ou de banques de ressources, associés à un fort potentiel humain, les opérant et les maintenant au meilleur niveau technologique.

Un autre point commun à toutes ces plateformes est la volonté d’être aux services de vos demandes – collaborations de recherche ou prestations – que vous soyez un partenaire public ou privé, appartenant à l’écosystème Paris-Saclay ou non. Cette ouverture se caractérise par ailleurs pour près de 20% d’entre elles par le label IBiSA, souvent associé à une certification de type ISO 9001 ou NFX 50-900.

Vous souhaitez connaitre les plateformes de Paris-Saclay labélisées IBiSA ? Vous avez besoin d'un équipement de pointe ou des compétences d'une plateforme en sciences du vivant pour faire progresser vos travaux de recherche ? L'annuaire IBiSA vous aide à identifier les structures appropriées sur le territoire national.

Aussi, le site web d’IBiSA a récemment fait peau neuve - nouveau logo, nouvelles rubriques - et une newsletter trimestrielle est maintenant programmée. Vous souhaitez la recevoir ? Inscrivez-vous !

Vous souhaitez tout simplement découvrir les missions d’IBiSA, son équipe, son histoire, ses actions, consulter en ligne ses actualités, connaitre ses prochains appels d’offres ou les résultats des précédents ? RDV sur son site web !

Contact : Agnès Ndiayé (agnes.ndiaye@inrae.fr).

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