Biostructure

Etude structurale par cryo-microscopie électronique

Des ingénieurs experts dans le pilotage des microscopes de dernière génération et dans l’analyse des données de cryo-ME contribuent à l’obtention de structures 3D d’intérêt biologique et biomédical. Le parc instrumental de la plateforme cryo-ME est unique en France, il inclut notamment deux cryo-microscopes électroniques de 300 kV (Titan Krios G4 et G1) pour l’enregistrement de données à haute résolution, un cryo-microscope électronique de 200 kV (Glacios) pour le criblage d’échantillons et l’enregistrement de données, et deux microscopes électroniques (Tecnai F20 et G20) pour l’observation rapide des échantillons. L’acquisition récente d’un microscope FIB-SEM (Hydra Bio plasma FIB) pour fraiser et imager les échantillons biologiques est venu compléter l’offre de la plateforme en permettant l’analyse structurale d’objets biologiques dans un contexte cellulaire. 

Production de protéines et de complexes macromoléculaires

L’originalité de la plateforme de production d’échantillons est d’offrir une solution complète depuis la génération de vecteurs d’expression ou de lignées cellulaires modifiées jusqu’à la production à grande échelle de protéines et complexes macromoléculaires dans différentes hôtes (bactéries, cellules d’insectes et cellules de mammifères). Cette plateforme offre également un service sur mesure de purification de protéines et complexes protéiques natifs à grande échelle afin de répondre à des besoins spécifiques.

Contrôle qualité des échantillons et caractérisation biophysique des interactions moléculaires

L’UAR Biostructure propose un panel d'équipements de pointe et une expertise pour le contrôle qualité et l’analyses fonctionnelle des échantillons protéiques. La plateforme de caractérisation biophysique est équipée d’instruments récents (système nanoDSF Prometheus, analyseur de diffusion FIDA1, système BLI Octet R8, microcalorimètre PEAQ-ITC et photomètre de masse TwoMP) permettant l’analyse de l’homogénéité, de la stabilité et de la masse des échantillons avant leur analyse structurale ou l’analyse de tous les types d'interactions protéiques, y compris les interactions protéine-protéine, protéine-ADN/ARN et protéine-petite molécule.

Cristallisation de protéines et détermination de structure 3D par cristallographie

L’UAR Biostructure dispose d’un savoir-faire reconnu en cristallisation de molécules biologiques. Elle est équipée de robots de cristallisation et de prises d’images automatisées pour la réalisation et le suivi des essais de cristallisation. Elle dispose également d’une expertise en cristallographie aux rayons X, une méthode qui permet, à partir d’un cristal, d’obtenir la structure 3D des macromolécules biologiques à une résolution atomique. L’étude cristallographique de complexes avec des ligands naturels et artificiels permet également la conception de médicaments basés sur la structure.

Microscopie de fluorescence à super résolution et micromécanique

La plateforme de microscopie super résolution est équipée d’un microscope Leica SR GSD qui permet de réaliser toute une série d'expériences de localisation de molécules uniques au niveau cellulaire à échelle nanométrique.

L’UAR peut aussi accompagner les développements technologiques grâce aux compétences d’un ingénieur en micromécanique et à la disponibilité d’équipements nécessaires à la conception et la fabrication de pièces.

• Boivin M, Yu J, Eura N, Schmitt L, Pietri D, Grandgirard E, Goetz-Reiner P, Plassard D, Nahy C, Maglott A, Morlet B, Gao C, Lefebvre E, Philipps M, Eberling P, Pichot A, Rossolillo P, Thibault C, Oulad-Abdelghani M, Nishino I, Yang K, Wang N, Wang Z, Deng J, Charlet-Berguerand N. « GGC repeat expansions within new open reading frames are translated into toxic polyglycine proteins in oculopharyngodistal myopathy », Nature Genetics, 58(3):517-529, 2026.
• Sánchez-Alba L, Varejão N, Durand A, García-Pardo J, Carreras-Caballé M, Amador V, Pinyol J, Reverter D. « Structural basis for transcriptional regulation by the cell division regulator MraZ in Mycoplasma genitalium », Nature Communications, 17(1):2132, 2026.
• Roisné-Hamelin F, Liu HW, Maréchal N, Uchikawa E, Durand A, Gruber S. « Mechanism of DNA entrapment by a loop-extruding Wadjet SMC motor », Molecular Cell, 85(21):3898-3912, 2025.
• Li C, Moro S, Shostak K, O'Reilly FJ, Donzeau M, Graziadei A, McEwen AG, Desplancq D, Poussin-Courmontagne P, Bachelart T, Fiskin M, Berrodier N, Pichard S, Brillet K, Orfanoudakis G, Poterszman A, Torbeev V, Rappsilber J, Davey NE, Chariot A, Zanier K. « Molecular mechanism of IKK catalytic dimer docking to NF-κB substrates », Nature Communications, 15(1):7692, 2024.
• M. Vayssières, N. Maréchal, L. Yun, B. Lopez Duran, N. K. Murugasamy, J. Frogg, L. Zechiedrich, M. Nadal, V. Lamour, « Structural basis of DNA crossover capture by Escherichia coli DNA gyrase », Science, 384 (6692), 227-232, 2024.
• Organisation d’un colloque EMBO (practical course « Preparation and biophysical/MS characterization of multiprotein complexes for cryo-EM analysis » du 19 au 25 novembre 2023).

Reconnaissances et distinctions

• 2026, Prix Expertises recherche de l’Université de Strasbourg décerné à Nils Maréchal
• 2024, Obtention d’un financement européen iNEXT-Discovery pour la période 2021-2024 incluant des accès cryo-ME pour 26 projets trans-nationaux traités
• 2021, Bénéficiaire de l’EquipEx+ France Cryo-EM pour l’acquisition en 2023 d’un microscope électronique de dernière génération, le Titan Krios G4