Description du projet
Le rideau ne tombe jamais sur le spectacle des protéines
Les protéines sont les principaux catalyseurs de quasiment tous les processus qui ont lieu à l’intérieur d’une cellule et entre cellules, directement ou indirectement. Leurs structures complexes en 3D jouent un rôle fondamental dans leurs interactions dynamiques avec les molécules qui les entourent, et cette conformation change avec le temps et selon les besoins. La capacité à caractériser des interactions entre protéines et leurs changements conformationnels dans le temps est essentielle pour comprendre l’organisme sain et malade. C’est précisément ce que permet de faire l’anisotropie de fluorescence, en mesurant les changements d’absorption et d’émission à partir d’un fluorophore, afin de détecter l’orientation changeante d’une molécule dans l’espace. Toutefois, la «vidéo» s’interrompt lorsque la durée de vie de fluorescence est atteinte, ce qui arrive très rapidement. Le projet STARSS, financé par l’UE, prévoit de révolutionner cette technique à l’aide de transitions fluorescentes commutables de manière réversible qui assureront la couverture sans quasiment aucune limite supérieure concernant la taille moléculaire.
Objectif
Viable experimental techniques able to reveal and quantify protein-protein interactions and protein conformational changes can have a significant impact on cell biology and drug discovery. Fluorescence anisotropy (FA) has been widely employed in biomedical research as a tool for high-throughput screening applications, to study the binding of small molecules to protein and characterize protein-protein interaction. Despite the enormous potential of the FA technique, the major limiting factor is the inability of probing the system past the fluorescence lifetime, which in the most favorable cases lasts for a few nanoseconds, setting an upper limit to the time scales that can be addressed with the technique, which translates in an upper limit of few nanometers of molecular size.
Reversibly switchable fluorescent transitions have the potential to revolutionize the capability of FA tools for the study of large molecular aggregates, overcoming the limits imposed by the finite fluorescence lifetime, and providing a practical and highly sensible way of measuring rotational diffusion processes with a practically unlimited upper bound on molecular sizes.
This proposal aims to develop a novel fluorescent anisotropy technique, named Super Time-resolved Anisotropy with Reversibly Switchable States (STARSS), designed to measure rotational mobility all-across the time scale from nano- to micro-seconds, which will enable to discern clusters from free rotating molecules in situ and with high angular precision. The coupling of STARSS observables and microscopy will provide a powerful tool to reveal the dynamics of protein complexes inside the compartments of living cells, shedding new light on a multitude of biological processes.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinateur
100 44 Stockholm
Suède