Découvrez comment l'Université de Manchester a pu explorer la dynamique des protéines complexes grâce à la technologie révolutionnaire de Bruker.
Sommaire
Pouvez-vous s'il vous plaît vous présenter et votre rôle actuel?
Je m'appelle Christos Pliotas, et je suis chercheur en spectroscopie structurelle de résonance paramagnétique biologique paramagnétique (EPR) à l'École des sciences biologiques, Université de Manchester. Mes recherches consistent à étudier les protéines membranaires intégrales en utilisant des méthodologies EPR de pointe et d'autres techniques structurelles, telles que la microscopie cryo-électronique.
Je travaille dans l'EPR depuis mon doctorat, car la technique m'a fasciné en fournissant accès au microcosme des systèmes protéiques et en permettant l'utilisation d'outils biophysiques et spectroscopiques pour répondre aux questions biologiques fondamentales.
Pouvez-vous expliquer comment EPR vous permet d'obtenir des résultats différents par rapport aux autres méthodes analytiques?
Un aspect unique de la méthodologie EPR est qu'il nous permet de comprendre la dynamique des protéines complexes. Au-delà des images statiques, il est essentiel de comprendre les mouvements des protéines pour interpréter leur fonction.
EPR nous permet de surveiller les ensembles de conformation de ces protéines et leurs états oligomères, qui sont cruciaux pour assembler ces complexes. L'EPR est unique car il permet aux scientifiques de détecter les signaux des centres de spin d'ingénierie au sein de ces protéines grâce à une méthode appelée étiquetage de spin.
L'EPR contribue à nous permettre de mesurer les distances dans un système multimérique, en particulier dans le canal mécanosensible de la petite et grande conductance que nous étudions dans notre laboratoire. Cette technique nous a permis d'observer les changements conformationnels lors de l'application de tension membranaire avec une résolution au niveau angstrom, ce qui est crucial pour détecter les mouvements hélicoïdaux minuscules dans ces systèmes biologiques importants.
Notre instrument EPR actuel est un spectromètre Elexsys EXSYS nouvellement installé de Bruker. Nous avons travaillé en étroite collaboration avec Bruker sur l'installation et la configuration de cet instrument, de la planification détaillée à l'installation, à la formation d'équipe et aux tests. Le processus était fluide et complet, ce qui était essentiel pour intégrer un outil analytique aussi complexe dans un laboratoire déjà occupé.
Installation de spectromètre Elexys E580Q, Bioempire Center for Structural Biological EPR Spectroscopy
Regardez l'interview complète ici
Comment prévoyez-vous de développer votre travail avec des canaux ioniques mécanosensibles? Où cette recherche correspond-elle en relation avec les objectifs globaux du BioEmpire Research Center?
Nous nous concentrons actuellement sur les canaux ioniques mécanosensibles, mais nous prévoyons de nous développer dans deux directions nouvelles.
Tout d'abord, nous visons à étudier d'autres classes de protéines membranaires, telles que les transporteurs ou les récepteurs. Ces systèmes sont des cibles médicamenteuses critiques pour des maladies comme le diabète et le cancer. Étant donné que la grande majorité des protéines sur lesquelles nous travaillons sont des cibles médicamenteuses, nos recherches pourraient contribuer à la conception des produits pharmaceutiques plus efficaces et à l'amélioration de l'efficacité des antibiotiques existants.
Deuxièmement, nous espérons étendre nos mesures EPR dans des conditions indigènes cellulaires. À l'heure actuelle, nous devons isoler les protéines de leur environnement cellulaire pour effectuer ces expériences. À l'avenir, nous visons à les effectuer dans des cellules intactes, car EPR ne peut détecter que les signaux uniquement à partir de centres paramagnétiques spécifiquement modifiés dans ces environnements.
Notre nouveau Centre d'excellence financé par l'UKRI / BBSRCest consacré à la lutte contre ces applications biologiques et autres. Nous collaborerons avec d'autres centres Pulse EPR au Royaume-Uni, comme St. Andrews et Imperial College, en plus de tirer parti des installations nationales de Manchester. La formation de la prochaine génération d'étudiants et de chercheurs postdoctoraux est également une priorité pour faire progresser les progrès dans le domaine.
Comment le spectromètre Elexsys E580Q modifiera-t-il vos capacités de recherche actuelles?
Le spectromètre Elexys E580Q améliorera considérablement la sensibilité des signaux que nous collectons, ce qui est essentiel pour les protéines membranaires qui sont généralement produites par la cellule en petites quantités.
Nous avons choisi le système Bruker car il offre une sensibilité accrue et une capacité à haute résolution nécessaire pour accéder plus efficacement à divers états de complexes protéiques. L'amplificateur de 300 watts de l'instrument améliore notre capacité à détecter les signaux à partir de protéines membranaires exprimées modestes, ouvrant de nouvelles voies dans la science des protéines.
Pourriez-vous décrire votre expérience de travail avec Bruker Lors de l'acquisition et de l'installation du spectromètre Elexsys E580Q?
Bruker a été absolument fantastique. Les ingénieurs de Bruker ont travaillé en étroite collaboration avec nous avant et pendant l'installation, garantissant que tout était exécuté efficacement. Nous avons pu commencer à mettre en place des expériences presque immédiatement après l'installation, ce qui était excitant pour nous. Le personnel de Bruker était très professionnel, nous offrant une formation et un soutien efficaces à chaque étape.
Par exemple, nous avons dû envisager d'installer le refroidisseur sur le toit du bâtiment Michael Smith à l'Université de Manchester avant l'installation. Bruker a assuré la liaison avec l'équipe des domaines de l'université, le personnel technique et les ingénieurs pour trouver une solution efficace. Le processus d'installation a été très rapide et lisse, sans problèmes inattendus.
En ce qui concerne la formation, comment le processus de familiariser tout le monde avec l'instrument a-t-il disparu?
La formation a été très complète. Les personnes qui ont installé l'instrument étaient extrêmement utiles, offrant à mon équipe une formation fondamentale de base pendant le test d'acceptation et des séances pratiques supplémentaires.
Chaque membre de mon laboratoire, y compris moi-même, a eu la chance de faire fonctionner les logiciels et le matériel du système, et nous étions très satisfaits de l'expérience. Le test d'acceptation a confirmé la sensibilité élevée de l'instrument et j'ai été impressionné par le professionnalisme et l'expertise de Bruker.
Maintenant que l'instrument est opérationnel, pourquoi êtes-vous le plus heureux de l'utiliser d'abord?
Nous effectuerons initialement des tests sur des échantillons de projets précédents pour nous assurer d'obtenir la sensibilité au signal attendue et l'amélioration des performances. Bruker reviendra en novembre pour confirmer ces résultats. Au cours des prochains mois, nous nous concentrerons sur l'optimisation de nos mesures pour répondre aux exigences de l'échantillon.
Par la suite, nous aborderons trois projets principaux d'importance fondamentale dans la biologie des protéines membranaires, pour lesquelles ce nouvel instrument sera inestimable. Cet instrument change la donne, et nous nous attendons à ce qu'il nous permette d'entrer dans un domaine entièrement nouveau de la science des protéines.
À propos de l'orateur
Christos a obtenu un BSC en physique à l'Université d'Athènes et un MSC et PhD à l'Université d'Aberdeen. Il a fait son post-doctorant à l'Université de St Andrews avec James H. Naismith FRS et a ensuite reçu une bourse de la Royal Society of Edinburgh et est devenu un chercheur principal du complexe de recherche sur les sciences biomédicales de l'Université de St Andrews. Christos a déménagé au Astbury Center for Structural Molecular Biology, à l'Université de Leeds en octobre 2018, où il a été professeur adjoint en biologie intégrative de la membrane, jusqu'en mai 2023. Pendant son séjour à Leeds, il a reçu un BBSRC New Investigator Award (2019) et le Sir Robin MacLellan Award for Outanding Research par Tenovus (2022). En juin 2023, Christos et son laboratoire ont déménagé à la School of Biological Sciences, Faculté de biologie, de médecine et de santé, à l'Université de Manchester, pour prendre son nouveau poste de lecteur en spectroscopie EPR biologique structurelle. En janvier 2024, Christos a été élu comme membre de la Royal Society of Biology (FRSB) et a également été affilié au Manchester Institute of Biotechnology. À Manchester, Christos lancera et dirigera le nouveau BioEmpire Center for Structural Biological EPR Center for BioEmpire Center for Structural Biological EPR en 2026.
À propos de Bruker Biospin – RMN, EPR et imagerie
Bienvenue à Bruker Biospin et la gamme la plus complète du monde de spectroscopie RMN et EPR et outils de recherche d'imagerie préclinique. Le groupe d'entreprises de Bruker Biospin développe, fabrique et fournit des technologies de recherche, des entreprises commerciales et des sociétés multinationales dans d'innombrables industries et domaines d'expertise.
Bruker Biospin continue de révolutionner la conception, la fabrication et la distribution des outils de science de la vie, de préclinique, de contrôle des processus et de recherche analytique basés sur des technologies de résonance magnétique et d'imagerie multimodale. Bruker Biospin est le leader mondial de la technologie et du marché des technologies de résonance magnétique (RMN, EPR) et offre le plus grand portefeuille de modalités d'imagerie pour la recherche préclinique et industrielle sous une seule marque.
