Démixtion de lipides neutres dans la bicouche phospholipidique du réticulum endoplasmique

par Alexandre Santinho

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Abdou Rachid Thiam.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec LABORATOIRE DE PHYSIQUE STATISTIQUE DE L'E.N.S. (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Les gouttelettes lipidiques (LDs) sont des organelles de la cellule qui jouent un rôle central dans le métabolisme énergétique cellulaire et l'homéostasie. Elles sont impliquées dans beaucoup d'autres systèmes biologique comme dans la réponse immunitaire aux infections virales, le développement embryonnaire ainsi que la dégénérescence des neurones. Les étapes de formation des LDs sont identifiées mais elles restent fortement incomprises. Celle-ci débute dans la bicouche lipidique du réticulum endoplasmique (ER) où des enzymes spécifiques convertissent l'excès d'énergie en lipides neutres. Ces lipides sont dispersés et mobiles dans la couche externe du ER. Lorsque l'on atteint une concentration critique en lipides, ceux-ci commence à s'accumuler pour créer un phénomène de nucléation et ainsi générer une lentille lipidique qui vas grossir en accumulant de plus en plus de lipides jusqu'à devenir une LD qui va se détacher de la bicouche du ER. Actuellement, nous ne savons pas comment et où le phénomène de nucléation de LD se déroule. Or cela représente une étape importante à résoudre pour comprendre et moduler le métabolisme des lipides pour des applications médicales (diabète, obésité) et industrielles (production de biodiesel). Ce projet a tout d'abord pour but de réaliser des reconstitutions in vitro, basées sur des émulsions de gouttelettes et vésicules avec des montages micro-fluidiques, afin d'étudier l'impact des lipides et des protéines membranaires sur la nucléation de LDs. Cette approche permettra d'identifier le nombre minimal de paramètres biophysique contrôlant la nucléation de LDs. Ensuite nous contrôleront l'activité de ces paramètres pour confirmer les résultats obtenus in vitro, en modulant l'activité métabolique de certaines protéines.

  • Titre traduit

    Démixtion of neutral lipids in the endoplasmic reticulum phospholipid bilayer.


  • Résumé

    Lipid droplets (LD) are cells organelle which play a key role in the cellular metabolism and homeostasis. They are involved in a lot of biologic systems like in the viral infection immune response, embryonic development and neurons degenerescence. LDs formation stage are well identified but strongly misunderstood. These formation starts in the phospholipid bilayer of the endoplasmic reticulum (ER) where specific enzymes convert the energy excess in neutral lipids. These lipids are dispersed and free in the extern layer of the ER. When we reach a critical concentration in lipids, these accumulate and begin to create a nucleation phenomena. A lipid lens is generated, it grows until it form a lipid droplet which will bud in the cytoplasm and will detach from the ER. Currently, we don't know how and where the LDs nucleation phenomena takes place. However, it represent an important stage to resolve for understanding and modulating the lipids metabolism for medicine (diabetes, obesity) and industrial (biodiesel production) applications. First, this project aims to realize in vitro reconstitution, based on droplet emulsions and vesicles with microfluidics set up to study the impact of lipids and bilayer proteins on nucleation. This approach will permit to identify the minimal number of biophysics parameters which controlled nucleation. After that we will control the activity of these parameters in vivo to confirm in vitro results by modulating the metabolic activity of certains proteins.