Introduction
L’Unité mixte de Recherche UMR3523 CNRS-Institut Pasteur est dédiée à la Chimie biologique pour le vivant (Chem4Life). Elle est située à l’Institut Pasteur à Paris et fait partie du Département de Biologie Structurale et Chimie de l’Institut Pasteur. Du côté du CNRS, Chem4Life est affiliée à l’INC comme Institut principal (section 16) et à l’INSB comme Institut secondaire (sections 21 et 28). Chem4Life est composé aujourd’hui de 3 équipes de recherches dédiées à la chimie de molécules et biomolécules d’intérêt biologique et d’une plateforme technologique dédiée au développement de tests de criblages HTS et HCS et à la réalisation de campagnes de criblages.
- Unité de Chimie des Biomolécules (Laurence A. Mulard)
https://research.pasteur.fr/fr/team/chemistry-of-biomolecules/
- Unité de Chimie Bioorganique des Acides Nucléiques (Marcel Hollenstein)
https://research.pasteur.fr/fr/team/bioorganic-chemistry-of-nucleic-acids/
- Unité de Chimie biologique Epigénétique (Paola B. Arimondo)
https://research.pasteur.fr/fr/team/chimie-biologique-epigenetique/
- Plateforme de Criblage Chemogénomique et Biologique (Fabrice Agou)
https://research.pasteur.fr/fr/team/fabrice-agou-team/
Chaque équipe mène ses projets de recherche de façon indépendante. Paola B. Arimondo assure la direction administrative de l’UMR 3523. Chem4Life est composée de 53 personnels (chercheurs, ingénieurs et techniciens du CNRS, de l’Institut Pasteur et INSERM), et accueille nombreux étudiants et de post-doctorants à la fois en Chimie et en Biologie ou avec une double culture en Chimie et en Biologie. En particulier, un agent CNRS IE (analyses RMN, HRMS et LC-MSMS) et une assistante IP ont des activités partagées entre les différentes composantes de l’UMR.
Historique
L’UMR Chem4Life est la suite de l’UMR Unité de Chimie Organique qui a été créée en 2012 sous la direction de Dr. Sylvie Pochet avec deux équipes, celle de Sylvie Pochet et de Laurence Mulard. Depuis 2016, la chimie à l’Institut Pasteur a été renforcée : 2 nouvelles équipes ont été recrutées à l’Institut, celle de Marcel Hollenstein en 2016 et celle de Paola B. Arimondo en 2018. La plateforme de Criblage Chemogénomique et Biologique de l’Institut Pasteur a rejoint l’UMR lors de la recréation en janvier 2022. Avec ces arrivées, l’activité des acides nucléiques a été renforcée, ainsi que l’activité de recherche de molécules actives à potentiel thérapeutique ; la chimie épigénétique a démarré avec une activité en parallèle d’analyses de bases modifiées ouverte à toutes les équipes franciliennes (projet EpiK DIMOneHealth).
Nos recherches
Les projets des équipes se situent dans le domaine de la chimie appliquée au vivant. La chimie à l’interface avec la biologie a un rôle important à jouer, car elle ouvre au développement de technologies de pointe pour mieux comprendre la biologie des maladies humaines et découvrir de nouveaux traitements. Les trois équipes de chimie se concentrent sur des stratégies chimiques innovantes pour élucider les processus biologiques qui sont, en particulier, aberrants dans les maladies ; et en parallèle, elles mettent en œuvre de nouvelles approches pour des applications diagnostiques et thérapeutiques, avec la participation de la plateforme de criblage chémogénomique et au biologique. Les projets de recherche en chimie s’étendent des petites molécules, des méthodologies de bioconjugaison à la chimie des biomolécules telles que les nucléosides et les acides nucléiques, les peptides, les protéines, les carbohydrates et les glycoconjugés. Les applications vont de la biodétection des infections, de l’inflammation et de la maladie d’Alzheimer par le biais d’aptamères, peptides bioconjugués et sondes chimiques ; de mimes de bases, nucléosides et de sucres pour interférer avec l’activité catalytique d’enzymes, d’oligonucléotides modifiés pour étudier les mécanismes de réplication ou de traduction, de molécules chimiques qui ciblent l’épigénétique, les interactions ADN-protéines et protéines-protéines, à des molécules issues d’échafaudages glucidiques ou peptidiques à visée thérapeutique et à la conception de vaccins moléculaires impliquant des mimes synthétiques de polysaccharides et toxines bactériennes.
Activité de détection et quantification des bases modifiées dans les acides nucléiques
Connue pour sa sensibilité, la spectrométrie de masse est un outil particulièrement adapté pour détecter et quantifier les modifications chimiques de l’ADN. Dans ce contexte, nous avons développé un protocole expérimental basé sur la LC-MS/MS qui permet la quantification relative de bases modifiées à partir de digestions d’extraits d’ADN ou d’ARN.
Ce nouvel outil nous permet entre autres de mieux comprendre certains mécanismes ou anomalies de l’épigénétique et ainsi de développer de nouveaux médicaments permettant d’enrayer ces changements.
Protocole : 500ng-1µg d’ADN dans 20 µL H2O (si necessaire, 200 ng peuvent suffire)
Une fois l’ADN extrait ou l’ARN extrait, vous devez le dissocier en nucleosides et le purifier. Au préalable, une étape de digestion à la RNase pour l’ADN (DNase pour l’ARN) est necessaire. Vous pouvez ensuite utiliser le kit Nucleoside digestion mix de NEB (M0649S) pour cette étape mais d’autres protocols sont évidemment disponibles).
Vous avez besoin de quantifier la quantité globale en bases modifiées pour votre projet ? Contactez Frédéric Bonhomme, Laboratoire EpiCBio Institut Pasteur, UMR3523 Chem4Life.
Grâce à de nombreuses collaborations, nous pouvons maintenant proposer de quantifier des modifications des bases de l’ADN :
Dans l’ADN
- 5mdC, 5hmdC, 5fdC, 5cadC
- m6dA, 2-aminoadénosine (nommé base Z), EdA
- BrdU, CldU, EdU
Dans l’ARN :
- m5C, m4C, Ac4C, ddhC, Cm
- m6A, m1A, m2A, m6Am, Am
- m1G, m2G, m7G, Gm, Q
- m5U, m3U, Um, Ψ (pseudouridine), D (dihydrouridine) , m1Ψ
Équipement :
Spectromètre de Masse de type Q Exactive™ Hybrid Quadrupole-Orbitrap (Thermo Scientific) équipé d’une source electrospray, couplé à une chaîne HPLC Ultimate 3000 RS UHPLC (Thermo Scientific)
Financement :
- Institut Pasteur :
- Région Ile-de-France via un appel à projets DIM1HEALTH 2019 projet EpiK
Contact :
Coordinateur : Paola B. Arimondo, paola.arimondo@cnrs.fr
Ingénieur : Frédéric Bonhomme, frederic.bonhomme@pasteur.fr
Collaborateurs :
- Institut Pasteur : Chimie Biologique Epigénétique / CNRS UMR 3523
- Institut Pasteur : Biologie des Interactions hôte-Parasite/ CNRS ERL9195/Inserm U1201
- Institut Pasteur : Recherche Dynamique du Génome / CNRS UMR 3525
- Institut Pasteur : Chimie Bioorganique des Acides Nucléiques / CNRS UMR 3523
- Institut Pasteur : Pathogenèse de Helicobacter / CNRS UMR 6047
- Institut Pasteur : Architecture et Dynamique des Macromolécules / CNRS UMR 3528
- Institut Pasteur Dynamique du Génome
- Institut Pasteur : Biologie des ARN de Plasmodium
- Ecole Normal Supérieure : Institut de Biologie / CNRS UMR 8197 / INSERM U1024
- Institut Imagine : Immunité intestinale / INSERM UMR_S1163 / Université de Paris
- INRAE : Epigénétique et Microbiologie Cellulaire
- Université de Paris : Epigénétique et Destin Cellulaire / CNRS UMR7216
- Université de Paris : LCBPT / CNRS UMR 8601
- Institut Pasteur : Plasticité du génome bactérien / CNRS UMR 3525
- Université de Rennes : Institut de Génétique et du Développement de Rennes, CNRS UMR 6290
Activités de service :
Analyse d’Acides Aminés
L’Unité de Chimie des Biomolécules propose la détermination qualitative et quantitative de la composition en acides aminés d’échantillons de peptides et protéines.
https://research.pasteur.fr/en/team/chemistry-of-biomolecules/
Equipement :
Analyseur VWR Hitachi LA8080
Contacts :
Coordinateurs : Sylvie Bay, sylvie.bay@pasteur.fr & Yves-Marie Coïc, yves-marie.coic@pasteur.fr
Réalisations : Christelle Ganneau, christelle.ganneau@pasteur.fr
Criblage Chemogénomique et Biologique
https://research.pasteur.fr/fr/team/fabrice-agou-team/
Activités d’enseignements
- Les chercheurs de l’UMR donnent des cours dans différentes universités en France et à l’étranger à différents niveaux, de la licence aux écoles doctorales.
- En particulier, l’UMR3523 a initié une nouvelle Unité d’enseignement dédiée à “Chemical probes and Drug Discovery) qui est intégrée dans le Master Chimie et Sciences du Vivant
https://www.psl.eu/sites/default/files/mastercls_2019-2020_courses.pdf
- L’UMR a aussi lancé le programme Pasteur Paris University Oxford qui est un programme d’échange de doctorant avec le Département de Chimie de l’Université d’Oxford au Royaume-Uni
https://www.pasteur.fr/fr/enseignement/programme-doctoral-international-ppu-oxford
Rubrique emploi
https://research.pasteur.fr/fr/search/mulard?pt=+job
https://research.pasteur.fr/fr/search/hollenstein?pt=+job
https://research.pasteur.fr/fr/search/arimondo?pt=+job
https://research.pasteur.fr/fr/search/agou?pt=+job
Seminaires et Conférences
https://research.pasteur.fr/fr/department/structural-biology-chemistry/
https://research.pasteur.fr/fr/program_project/antimicrobial-resistance/
