Biologie structurale et chimie

Observer la vie à l’échelle atomique car la chimie est le moteur de la vie. Les chercheurs du département Biologie structurale et chimie étudient l’organisation tridimensionnelle et les propriétés de molécules d’intérêt biologique.

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Le département Biologie structurale et chimie étudie l’organisation tridimensionnelle et les propriétés de molécules d’intérêt biologique. Ses travaux fournissent des éléments clés pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales. Et ses chercheurs veulent expliquer la synthèse des molécules biologiques impliquées (ou ayant un rôle certain) dans des maladies humaines.

Des technologies majeures en un même lieu

Le département dispose d’expertises et de compétences exceptionnelles, partagées sur le campus parisien avec le Citech et s’exerçant sur des plateformes technologiques parmi les plus performantes (diffraction des rayons X, résonance magnétique nucléaire, cryo-microscopie électronique, spectrométrie RMN…). C’est l’une des rares structures au monde où les tous les concepts d’utilisation sont possibles et permettent d’appréhender, à différentes échelles jusque dans leurs plus infimes détails, la structure des molécules, et leurs fonctions biologiques.

Parmi les outils emblématiques du département : le microscope Titan (ou Titan KriosTM), en service en 2017. Ce microscope, le plus puissant au monde, acquis par l’Institut Pasteur grâce à un financement majeur de l’Etat et à la générosité du public (opération Titan), permet de définir la structure des protéines et de leurs complexes, sans avoir à former de cristaux. A plus long terme, il sera même possible de regarder ces protéines directement dans la cellule, avec un traitement de l’image extrêmement poussé, sous l’échelle du nanomètre (plus d’un million de fois plus petit que le millimètre).

Une expertise transversale sur le campus

Au-delà des outils qui permettent d’observer les structures, en 2D ou en 3D, c’est l’analyse fonctionnelle des observations qui fait aujourd’hui l’expertise du département. Ses chercheurs, ingénieurs, étudiants et stagiaires post-doctoraux mettent en œuvre un ensemble d’approches pour simuler et prédire (au moyen de méthodes informatiques) le fonctionnement des systèmes biologiques complexes, puis d’en étudier par des vérifications expérimentales leur dynamique.

Ainsi, c’est à l’Institut Pasteur, dès les années 80, qu’une unité de biologie structurale, à l’époque au sein du département Immunologie, a pu visualiser des anticorps. Aujourd’hui, les collaborations du département de Biologie structurale et chimie se poursuivent et s’étendent à tous les départements du campus de l’Institut Pasteur, notamment aux départements de Microbiologie (études de pathogènes), Virologie (conception de vaccin), Neuroscience (étude des récepteurs de l’acétylcholine - un neurotransmetteur), et bientôt avec le département de Biologie cellulaire avec les vastes opportunités que procurent le microscope Titan…

Toutes ces études bénéficient du large ensemble de plateformes technologiques, disponibles à l’Institut Pasteur.


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Michael Nilges - Institut Pasteur

 

Michael Nilges

Directeur du département Biologie structurale et chimie

La structure et la fonction d’une molécule sont intimement liées. C’est la raison pour laquelle, en l’observant à l’échelle atomique, nous pouvons expliquer les bases de la vie et comprendre les interactions entre les cellules. Grâce à cette connaissance très fine, il devient possible de concevoir rationnellement des médicaments.

 

 

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