Jonathan Elegheert

Les synapses sont les jonctions cellulaires spécialisées qui forment les unités de base de la communication entre les cellules neuronales, reliant ainsi les neurones aux millions de circuits spécialisés qui soutiennent pratiquement tous les aspects de la fonction cérébrale. Il est fondamental de comprendre comment les synapses se forment et comment leurs propriétés sont spécifiées, non seulement en raison de la variété des fonctions dépendantes du réseau que les synapses doivent soutenir, mais aussi parce que de nombreux troubles du développement neurologique et maladies neurodégénératives sont étroitement liés à la perte de synapses et au dysfonctionnement de la transmission synaptique.

Dans ce contexte, mon équipe utilise des techniques de biologie structurale pour déterminer les structures et les déterminants des interactions des protéines synaptiques qui sont importantes pour le développement des synapses. Nous utilisons également la découverte des nano-objets pour cibler les protéines et les récepteurs neuronaux, ainsi que l’ingénierie des protéines pour manipuler la séquence, la structure et la fonction des protéines neuronales.

Concrètement, mon équipe développe les 4 axes de recherche suivants :

1.     Structure et fonction de nouveaux complexes d’adhésion synaptique

Nous étudions la structure et la fonction de nouveaux complexes protéiques d’adhésion synaptique, découverts par protéomique.

2.     Processus de découverte de nanocorps synthétiques

Nous utilisons des bibliothèques de nanocorps synthétiques (Nb) récemment développées in vitro comme alternative aux immunisations animales. Nous mettons en œuvre cette technologie dans le but de générer des nanocorps contre une série de protéines et de récepteurs neuronaux. Les applications comprennent leur utilisation comme sondes pour l’imagerie avancée, comme chaperons pour faciliter la cristallisation des protéines, comme outils pour faciliter l’alignement et la classification des particules dans la cryo-EM des particules uniques, ainsi que comme produits thérapeutiques.

3.     Ingénierie d’affinité des complexes ligand-récepteur neuronaux

Nous mettons en œuvre des techniques d’ingénierie des protéines pour l’évolution dirigée des interactions protéine-protéine synaptiques de faible affinité ou transitoires, dans le but d’augmenter leur force d’interaction et de permettre ainsi la détermination de la structure par cristallographie aux rayons X et/ou cryo-EM.

4.     Molécules organisatrices synaptiques synthétiques

Dans le prolongement de nos recherches précédentes, et en intégrant les méthodes susmentionnées de chimie des protéines, de biologie structurale, de découverte de nanocorps et d’ingénierie des protéines, nous travaillons à la mise au point de protéines organisatrices synaptiques synthétiques, qui sont des molécules personnalisées capables de relier des récepteurs pré- et post-synaptiques spécifiques, avec des applications dans le remodelage ou la réparation des circuits neuronaux.