En poursuivant votre navigation, vous acceptez l'utilisation de cookies destinés à améliorer la performance de ce site et à vous proposer des services et contenus personnalisés.

X

Bioluminescence

Responsables: Pierre-Damien Coureux et Roxane Lestini

L'énergie chimique extraite des molécules organiques par les êtres vivants sert à de multiples fonctions. Elle peut être transformée en énergie thermique, en énergie mécanique, en énergie électrique, voire en énergie lumineuse. Cette dernière propriété est plus répandue qu'on ne le pense en général puisqu'elle existe chez plusieurs centaines d'espèces vivantes aussi diverses que des bactéries, des champignons et des animaux.
Dans ce module expérimental, nous étudierons particulièrement la protéine verte fluorescente (GFP) de la méduse du pacifique Aequorea victoria. Nous utiliserons les outils de génie génétique, de biochimie et de biophysique pour comprendre l’origine de cette fluorescence et comment l’exploiter dans divers domaines biotechnologiques. La luciférine de la queue de luciole Luciola lusitanica sera aussi abordée pour comprendre l’origine et le mécanisme de sa bioluminescence.

 

 

Les 9 séances du module Bioluminescence s'organisent autour de 3 thématiques : 

- Introduction au système luciférine/luciférase des lucioles (1 séance)
- Bioingénierie des protéines : introduction aux techniques microbiologiques, transformation d'un plasmide, mutagénèse, expression des protéines GFP mutés, analyse structure-fonction (5 séances)
- Etude des caractéristiques biochimiques et optiques de la GFP et de ses mutants et possibilités d'application de la GFP dans l'imagerie cellulaire (3 séances)

 

A partir de queues de lucioles séchées, nous extrayons la luciférase et la luciférine et réalisons in vitro la réaction de bioluminescence telle qu’elle se produit chez les lucioles

Nous nous intéressons ensuite à la GFP. D’une part on l’utilise comme gène rapporteur pour étudier la régulation de l’expression de gènes chez la bactérie Escherichia coli. Puis une mutagénèse aléatoire est réalisée dans le but d’isoler des bactéries présentant une expression de la GFP dérégulée et comprendre les raisons moléculaires de cette dérégulation d’expression.

 D’autre part, nous étudions les propriétés de fluorescence de la GFP. Nous introduisons des mutations au niveau du chromophore de la protéine et caractérisons leurs effets sur les propriétés de fluorescence. Deux mutants sont ainsi générés, l’un dont la fluorescence n’est plus verte mais bleu, l’autre dont le spectre d’excitation est modifié. A travers une analyse de la structure tridimensionnelle de la protéine, nous chercherons également à comprendre comment certains acides aminés influent sur les propriétés de la GFP sans directement faire parte du chromophore. Ce type d’approche a permis d’obtenir des protéines fluorescentes de nombreuses couleurs.

Différentes protéines GFP sont purifiées et leurs caractéristiques spectrales étudiées en mesurant leurs spectres d’absorption et d’émission.