Structure et fonction d’une molécule sont intimement liées. Les 11 laboratoires du département Biologie structurale et chimie se consacrent à l’étude de l’organisation tridimensionnelle et des propriétés de molécules d’intérêt biologique, ainsi qu’à leur synthèse et à leur action moléculaire, principalement lorsqu’elles jouent un rôle dans les maladies humaines. Leurs travaux fournissent des éléments clés pour le développement de stratégies capables d’interférer avec ces processus mais également de nouvelles stratégies thérapeutiques, diagnostiques et vaccinales.
Les 7 unités de recherche en biologie du département étudient, à l’aide d’approches structurales, analytiques, biophysiques, protéomiques et bioinformatiques, les protéines et acides nucléiques clés en pathologie humaine. Les 4 unités de recherche en chimie s’intéressent à la synthèse de molécules d’intérêt biologique et aux sondes chimiques permettant d’étudier et d’interférer avec les mécanismes moléculaires aberrants des maladies. Les chimistes qui y travaillent disposent d’une expertise en chimie et applications des nucléosides et acides nucléiques, peptides, glycanes et bioconjugués, chimie médicinale et conception de médicaments ainsi qu’en biologie chimique (sondes fluorescentes et bio-orthogonales). En collaboration avec les autres départements et le Réseau International des Instituts Pasteur, le département Biologie structurale et chimie étudie les infections bactériennes, parasitaires et virales, les maladies neurologiques et le cancer.
Une expertise transversale sur le campus
Les projets se concentrent spécifiquement sur la caractérisation, à l’échelle moléculaire, des molécules biologiques et de leurs interactions, au travers d’une expertise transversale et d’approches complémentaires couvrant la chimie organique, la biologie chimique, la biophysique, la biochimie, la biologie cellulaire et la biologie structurale. Les recherches visent les complexes protéiques, les organites cellulaires, les protéomes et la cellule dans son ensemble. Des études structurales s’attachent à caractériser les protéines et acides nucléiques, leurs interactions dans le contexte biologique ou au sein des cellules, le mode d’action des médicaments et leurs cibles. Parmi les technologies employées à cette fin figurent la cristallographie aux rayons X, la cryo-microscopie électronique, la RMN et la spectrométrie de masse. Les approches expérimentales sont complétées d’un ensemble d’approches computationnelles pour stimuler et prédire le fonctionnement des systèmes biologiques complexes.
Le Titan KriosTM, pièce maîtresse de l’initiative en nano-imagerie
Outil emblématique du département, le microscope électronique Titan KriosTM 300 kV a été livré en 2017. Ce microscope, le plus puissant au monde, a pu être acquis par l’Institut Pasteur grâce à un financement majeur de l’État et à la générosité du public. Il permet de définir la structure 3D des protéines et de leurs complexes à une résolution atomique, sans avoir à former de cristaux, et de caractériser, à un niveau de détail sans précédent, la structure des composants cellulaires. Pièce maîtresse de l’initiative en nano-imagerie, le Titan KriosTM sera complété en 2019 de trois nouveaux microscopes électroniques voués à la préparation des échantillons et au criblage de conditions.
Les projets de recherche des laboratoires de l’ensemble des départements sont soutenus par des plateformes technologiques et des laboratoires centraux pour tout ce qui concerne la fabrication de protéines, l’ingénierie des anticorps, la protéomique, la biophysique, la RMN, la radiographie et la cryo-microscopie électronique. Le rôle de ceux-ci ne se limite pas à proposer leurs services. Ils participent activement à la vie scientifique du département.
Paola Arimondo,
Directrice du département Biologie structurale et chimie
The function of a molecule is intricately linked to its structure. This is why, by studying molecules at atomic and molecular level, we can explain the bases of life and understand human diseases. In coordination, chemistry develops tools to probe these functions and design drugs to fight diseases.
