Biologie structurale intégrative

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Le département de biologie structurale intégrée (BSI) développe des recherches transversales aux interfaces de la biologie, de la biochimie, de la physique et de la médecine. Le département aborde plusieurs axes thématiques couvrant la régulation de l'expression des gènes, l'épigénétique, la biologie cellulaire et du développement, les mécanismes pathologiques et la médecine moléculaire. Les 12 équipes du département visent à comprendre les mécanismes moléculaires et atomiques des processus physiologiques ou pathologiques en corrélant les informations structurales avec les propriétés fonctionnelles de leurs composants moléculaires. Les systèmes biologiques complexes sont analysés par une combinaison de méthodes visant à intégrer les dimensions spatiales, temporelles et fonctionnelles.

Le département BSI est fortement impliqué dans la création, l'organisation, l'animation et la coordination de programmes d'enseignement centrés sur la biologie structurale, la bio-informatique structurale et la biophysique (niveaux licence, master et doctorat à l’UNISTRA). En outre, le département investit beaucoup de temps et de ressources dans des programmes de formation actifs et bien ciblés au niveau national (écoles FRISBI/ReNaFoBiS) et international (ateliers INSTRUCT-ERIC).

Les équipes sont hébergées au Centre de Biologie Intégrative (CBI) de l'IGBMC, qui héberge la plateforme intégrée de biologie structurale incluant l'infrastructure nationale FRISBI et les infrastructures européennes Instruct-ERIC et iNext-Discovery, donnant accès à un environnement multidisciplinaire comprenant la bio-informatique structurale et la construction de modèles, la production et la caractérisation de biomolécules ainsi que des outils de détermination de structure : diffraction des rayons X, résonance magnétique nucléaire et microscopie électronique.

Plusieurs aspects des mécanismes biologiques fondamentaux régissant les processus cellulaires sont étudiés, notamment les mécanismes fondamentaux par lesquels l'information génétique est exprimée et régulée aux niveaux de la transcription et de la traduction de l'ARNm, les composants clés de la machinerie de transcription tels que les activateurs de transcription comme les récepteurs d'hormones nucléaires, les facteurs de transcription fondamentaux TFIID et TFIIH, et les coactivateurs ou corépresseurs de la transcription. Nous étudions les complexes qui remodèlent la chromatine, interagissent avec les nucléosomes, et ceux qui écrivent, lisent et effacent les marques épigénétiques. Les connaissances sur l'organisation et la stabilité du génome proviennent d'études structurales d'enzymes qui régulent la topologie de l'ADN, l'intégration d'ADN étranger, la réparation d'ADN endommagé ainsi que les fonctions cellulaires détournées par des protéines virales. Les mécanismes impliqués dans la physiologie cellulaire sont étudiés à travers les condensats biomoléculaires dans le noyau ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués dans les mouvements le long du cytosquelette effectués par les protéines motrices.

En étudiant les voies qui mènent aux pathologies humaines sur des systèmes hautement purifiés et en fournissant les structures atomiques des biomolécules cibles, le département contribue à l'identification des cibles, à la caractérisation de composés prototypes et à la conception rationnelle de médicaments.