Développement de biosenseurs codés génétiquement
Yasmina. Bousmah (AI), Marie Erard (PR), Hélène Pasquier (MCF-HDR)
Alumni : Fabienne Merola (DR retraite en 2020)
Différents types d’architectures peuvent être adoptés pour construire des biosenseurs à partir de protéines fluorescentes. De manière générale, un module protéique spécifiquement sensible à l’entité ou l’activité biochimique d’intérêt est fusionné à une ou plusieurs GFPs.
Les différentes modalités de biosenseurs qui utilisent ou bien la sensibilité intrinsèque de la protéine fluorescente (a et b) ou un module senseur fusionné à une ou des protéines fluorescentes qui sont alors les rapporteurs optiques (c et d).
Des ions ou des petites molécules modifient directement le signal de fluorescence de certaines GFPs en perturbant leurs propriétés d’absorption ou d’émission. Nous avons en particulier exploité la sensibilité au pH de la durée de vie de certaines protéines fluorescentes cyan pour en faire des senseurs de pH en FLIM [PoeaGuyo2013] ou la modulation de leurs propriétés de fluorescence suite à des réactions avec les ROS pour détecter H2O2 [Nault2016].
Les biosenseurs basés sur le FRET nécessitent l’utilisation de deux GFPs spectralement adaptées, l’une jouant le rôle de donneur d’énergie (en général une protéine cyan), l’autre le rôle d’accepteur (en général une protéine fluorescente jaune) et prenant en sandwich un module protéique sensible à un paramètre cellulaire. Les changements de conformation du module senseur modifient la configuration relative du donneur et de l’accepteur, et donc le niveau de FRET. Les variations de FRET peuvent être suivies par différentes techniques de microscopie de fluorescence, telles que l’imagerie ratiométrique ou le FLIM. Nous avons proposé des versions améliorées de biosenseurs d’activité kinase [Bertolin2019] et plus récemment participé à des stratégies d’amélioration de biosenseurs FRET de force [Dubois2023] ou d’ions lourds [Sauge-Merle2023].
Nous utilisons aussi nos connaissances détaillées des FPs pour proposer des approches multimodales de détection comme par exemple fluorescence/RMN@Xe [Mari2019].