Les fondamentaux
Préparation des échantillons en vue des études structurales - Arnaud Poterszman (IGBMC, Strasbourg-Illkirch)
Les systèmes d’expression eucaryotes constituent une alternative à la production en bactérie lorsque des protéines ou complexes multi protéiques ne peuvent être obtenus sous forme soluble ou reconstitués in vitro à partir des constituants isolés. Après un tour d’horizon des systèmes d’expression utilisés pour la préparation d’échantillons en vue d’études structurales, les principales approches pour la production de complexes multi-protéiques recombinants et l’analyse d’interactions protéine-protéines seront discutées. Un dernier volet sera focalisé sur les possibilités offertes par les techniques d’ingénierie du génome pour étiqueter des gènes de cellules mammifères et ainsi isoler plus facilement des complexes endogènes peu abondants et les caractériser dans un contexte cellulaire.
A few physical concepts essential to structural biology - Dominique Housset (IBS, Grenoble)
Nous présenterons le plus simplement possible les principes physiques qui nous permettent d'obtenir les informations structurales à l'échelle atomique. En partant des limites de la microscopie optique, nous montrerons comment nous pouvons "voir" les atomes et modéliser les macromolécules biologiques, grâce aux ondes électromagnétiques (photons X, ...), aux électrons ou aux neutrons et aux différentes techniques qui les utilisent (diffraction des rayons X ou des neutrons, microscopie électronique, SAXS, ...). Nous présenterons les interactions entre "rayonnement" et matière à la base de ces techniques pour mieux comprendre ce que l'on "voit", ainsi que quelques concepts et outils (transformée de Fourier, ...) qui permettent d'obtenir les modèles macromoléculaires.
Fondamentaux Bio-RX (diffusion et diffraction) - Patrice Gouet (IBCP, Lyon)
Diffusion et diffraction des rayons X pour des études structurales de macromolécules biologiques en SAXS et Cristallographie.
Fondamentaux RMN - Catherine Bougault (IBS, Grenoble)
À l'autre extrémité du spectre électromagnétique par rapport aux photons X, les ondes radiofréquences sont utilisées en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) pour obtenir des informations structurales et dynamiques sur les macromolécules biologiques. Après une introduction sur les principes physiques de la RMN, nous introduirons les divers paramètres clés pour la détermination de structure, pour l'acquisition d'information sur la dynamique de l'échantillon, ou pour l'étude d'interaction entre divers partenaires biologiques. Les concepts simples présentés seront réinvestis durant lajournée dédiée à cette méthode.
Historique des grandes étapes et développements en microscopie électronique - Olivier Lambert (CBMN, Bordeaux)
Ce que l’on peut voir selon le niveau de résolution, exemples de structures au fil du temps, réalisations récentes
Ce que l’on peut voir avec un microscope électronique - Ottilie Loeffelholz vonColberg (CBI/IGBMC, Strasbourg-Illkirch)
éléments clefs d’un TEM et obtention d’une projection de l’objet; concepts généraux en traitement d’images: formation d’image, transformé de Fourier et spectre de puissance en fonction des fréquences spatiales, contraste des images, phase plates, attribution angulaire, concept de rétro-projection et de reconstruction 3D.
Concepts cryo-EM et traitement d’images, le lien avec les 3 prix Nobel en cryo-EM 2017 - Bruno Klaholz (CBI/IGBMC, Strasbourg-Illkirch)
Ce qu’on obtient en cryo-EM: une carte de cryo-EM (un potentiel électrostatique),comment l’interpréter; distinction entre reconstruction 3D/carte et modèle atomique, affinement du modèle atomique; comparaison des méthodes, intégration multi-échelle, vers la biologie structurale intégrative.
Rappels structuraux, chimie pour la biologie - Bruno Klaholz (CBI/IGBMC, Strasbourg-Illkirch)
Intérêt d’une étude structurale: interactions / reconnaissance moléculaire.