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Lecture

Igdr Keynote Lectures - Dr. Julia Mahamid, European Molecular Biology Laboratory

Illustration : photographie de la bibliothèque Sorties Culture (non contractuelle)
Période
Mardi 8 décembre
Horaires
11h – 12h
Lieu
Amphithéâtre A - bâtiment 2 - Campus Santé Villejean - Université de Rennes, 2 avenue du professeur Léon Bernard, Rennes, 35043 Rennes (Ille-et-Vilaine)
Âge
Dès 22 ans
Tarif
Gratuit
Organisateur
Igdr - Institut Génétique et Développement de Rennes

Biologie structurale in cellulo à l'échelle des systèmes Julia Mahamid

Responsable de l’unité de Biologie des Systèmes Moléculaires au Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire (Embl)

Lire la suite du programme

Les récentes avancées technologiques en tomographie cryo-électronique (cryo-ET) ouvrent la possibilité révolutionnaire d'imager des complexes macromoléculaires dans leur contexte cellulaire ou multicellulaire natif, avec une résolution quasi atomique. Cette approche permet de révéler directement comment leurs différents états conformationnels et leurs réseaux d'interactions sont liés aux fonctions biologiques.
Nous améliorons les techniques de préparation d'échantillons pour la cryo-ET in cellulo, notamment l'amincissement par faisceau d'ions focalisé sous cryogénie (cryo-FIB) et la microscopie de fluorescence corrélative 3D (à super-résolution). La préparation de ces « fenêtres électron-transparentes » spécifiques permet d'attribuer les structures macromoléculaires à partir des images tridimensionnelles à haute résolution capturées par cryo-ET, en s'appuyant sur une gamme de méthodes, dont la reconnaissance de motifs computationnelle et le développement de nouveaux marqueurs moléculaires génétiquement codés. Par ailleurs, l'intégration de multiples sources de données est essentielle pour interpréter les signatures structurales identifiées.
Par exemple, en utilisant le pathogène humain à génome réduit Mycoplasma pneumoniae_ comme modèle cellulaire minimal, nous avons combiné la spectrométrie de masse par réticulation à l'échelle cellulaire entière et la cryo-ET cellulaire pour établir un modèle structural intégratif in cellulo des ARN polymérases en cours de transcription, couplées à des ribosomes en traduction. Nos contributions aux méthodes computationnelles permettent désormais de résoudre ces machines moléculaires à haute résolution, de révéler des antibiotiques de petite taille liés à leur site actif dans les ribosomes au sein du pathogène intact, de capturer des instantanés de leur dynamique structurale et d'élucider les fonctions de complexes macromoléculaires jusqu'alors inconnus.
Une telle intégration de méthodes de pointe déverrouille un potentiel énorme pour une compréhension mécanistique à l'échelle systémique grâce à la biologie structurale in cellulo.
(Https://www.embl.org/people/person/julia-mahamid/) est une biologiste cellulaire et structurale, spécialiste de la microscopie électronique. Elle vient d'être élue membre de l'Académie nationale allemande des sciences Leopoldina.
Elle a obtenu un doctorat en chimie en 2010 à l’Institut Weizmann (Israël), suivi d’un postdoctorat à l’Institut Max Planck de biochimie (Allemagne). Elle a rejoint l’Embl en 2017 comme cheffe de groupe, puis est devenue responsable de l’unité Molecular Systems Biology en 2024, aux côtés de Nassos Typas. Son travail pionnier en cryo-tomographie électronique a permis des avancées majeures dans la visualisation 3D des processus cellulaires, notamment pour étudier la synthèse des protéines et l’organisation des condensats biomoléculaires.

Thématiques de recherche

Julia Mahamid et son équipe se concentrent sur :

L’analyse structurale in-cell pour décrypter les architectures moléculaires fonctionnelles sous-jacentes à la compartimentation cellulaire par séparation de phase (phase separation) et l’encombrement moléculaire (molecular crowding).
L’utilisation de la cryo-tomographie électronique (cryo-ET) pour imager des complexes macromoléculaires à l’intérieur des cellules, avec une résolution quasi atomique, afin de comprendre comment leur composition et leur conformation sont liées aux fonctions biologiques.
L’étude des assemblages supra-moléculaires (comme les condensats biomoléculaires) et leur rôle dans l’organisation fonctionnelle du cytoplasme, en combinant des approches de biologie structurale, cellulaire et systémique.
L’intégration d’approches omiques et de biologie des systèmes pour transformer les découvertes structurales…

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