La membrane biologique assure l’intégrité des cellules animales, végétales et microbiennes tout en gérant les échanges avec leur environnement. La biophysique des membranes participe à la compréhension des phénomènes localisés sur cette interface très particulière.
Dispositifs de mesures à l'interfaces liquide/air où est formée la demi-membrane, éléments de la plateforme 2CBioMIF
L’approche développée au sein de l’Institut de Physique de Rennes est de modéliser la bicouche lipidique par un seul feuillet formé à une interface liquide/air de manière à observer, analyser et quantifier les interactions entre les lipides et des protéines d’intérêt en utilisant des outils physiques développés au laboratoire [2, 3]. C’est, par essence, une approche multi-technique et multi-échelle; on peut d’ailleurs citer en techniques optiques maitrisées sur site l’ellipsométrie, la microscopie à angle de Brewster, mais aussi la tensiométrie et la microscopie à force atomique (AFM), qui combinés judicieusement entre elles donnent accès à l’interprétation des mécanismes impliquées dans les interactions moléculaires concernées. L’intérêt de cette approche globale et multiple est de contrôler les différents facteurs qui peuvent influencer les interactions molécule/membrane de manière à les quantifier plus précisément. La pression interfaciale, la température, le choix et la nature des lipides, ... permettent de mieux comprendre comment une molécule ‘soluble’ s’approche, se fixe, s’insère dans la demi-membrane lipidique totalement, partiellement... ou pas !
Le développement des outils et leur regroupement sur un même site a permis la mise en place de la plateforme 2CBioMIF au sein de ScanMAT (UMS 2001). Cette plateforme ouverte aux industriels, aux chercheurs l’est aussi aux formations (Masters) de l’Université de Rennes, en physique, biologie, biochimie... Une formation au niveau doctoral est également proposée à l’Ecole Doctorale 3M (3M128).
Les études menées en collaborations étroites avec des (micro)-biologistes, biochimistes, chimistes et biophysiciens sont l’illustration de recherches interdisciplinaires et transverses ayant des applications en santé, pharmacologie, agroalimentaire...
Figure 2. Schémas, Visualisations/Cartographies par microscopie à force atomique (AFM) de la lipase gastrique en interaction avec une membrane lipidique de lait humain.
[1] AVR Murthy, F Guyomarc'h, G Paboeuf, V Vié, C Lopez, “Cholesterol strongly affects the organization of lipid monolayers studied as models of the milk fat globule membrane: Condensing effect and change in the lipid domain morphology”, BBA- Biomembranes 1848 (10), 2308-2316, 2015
[2] V Vié, S. Ameziane-Le Hir, G. Paboeuf, C. Raguénès-Nicol, « Myopathie de Duchenne/Becker : apport de la microscopie à force atomique » Revue Française d’Histotechnologie 29 (1), 107-121, 2017
[3] J Sarkis, V Vié “Biomimetic Models to Investigate Membrane Biophysics Affecting Lipid–Protein Interaction » Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 8, 2020
Contact : Véronique Vié (IPR CNRS 6251)