Une ERC pour une spectroscopie RMN plus performante
L’une des techniques les plus puissantes pour l’étude du vivant, la spectroscopie RMN, pourra bientôt être utilisée pour observer de grandes protéines en action. Ceci, grâce aux procédés de marquage isotopique que Jérôme Boisbouvier est en train de mettre au point.
La spectroscopie RMN en solution est l’une des techniques d’observation les plus puissantes de la chimie et de la biologie. Elle permet de caractériser la structure des molécules, mais aussi de les voir évoluer dans le temps, changer de conformation et interagir avec d’autres composés. Mais voilà, cette technique inventée en 1945 est peu adaptée pour l’observation d’objets de grande taille tels que les assemblages de protéines. Lorsque la cible est trop grande, l’image se brouille et devient illisible. C’est cette barrière que Jérôme Boisbouvier se propose de lever grâce à un procédé révolutionnaire de marquage isotopique des protéines.
Jérome Boisbouvier n’a jamais pu se décider entre la biologie, la physique et la chimie : ses recherches se situent donc à l’interface des trois. Après des études de chimie à l’ENS, il obtient son doctorat de physique en 2000 à l’Université de Grenoble. Il part ensuite à Bethesda, aux États-Unis, pour travailler dans un laboratoire des Instituts Nationaux de la Santé (NIH). Il s’efforce d’élargir le champ d’action de la spectroscopie RMN, une technique dont le potentiel le fascine. « Il y a plusieurs autres façons d’obtenir la structure d’une protéine, comme la microscopie électronique ou la cristallographie. Mais la spectroscopie RMN permet en plus d’observer les systèmes en mouvement. Au lieu d’avoir une photo, on a le film », explique Jérôme Boisbouvier.
De retour en France, il entre au CNRS en 2004, à l’Institut de Biologie Structurale de Grenoble. La spectroscopie RMN butte alors sur un obstacle : la limite en taille des objets observables. « Lorsque l’objet est trop grand, on a tellement de signaux qui se superposent qu’on ne peut plus rien distinguer », explique-t-il. Pourtant, grâce à une technique de marquage isotopique des acides aminés, il parvient à obtenir des spectres de protéines de plusieurs milliers d’acides aminés. Un exploit qui lui vaut de nombreuses distinctions et qui pourtant ne le satisfait pas : les grandes protéines, ou encore les grands assemblages moléculaires à l’intérieur de la cellule restent, encore hors de portée.
À présent, avec le projet XXL-NMR qui vient de lui valoir sa troisième bourse ERC, Jérôme Boisbouvier se propose d’abolir cette limite de taille. Il espère, en outre, réduire le temps nécessaire à l’analyse des spectres RMN. En effet, pour les assemblages de protéines de grande taille, passer des données brutes à une analyse au niveau atomique peut prendre des mois de travail. Grâce à des méthodes innovantes de marquage isotopique, il veut rabaisser ce temps à quelques heures. Une fois ces deux verrous levés, des phénomènes qu’on n’avait jamais imaginé pouvoir observer seront à la portée des instruments. Par exemple, l’interaction des protéines membranaires avec leurs messagers chimiques, le repliement de protéines nouvellement synthétisées ou encore la liaison entre un anticorps et sa cible. « Le Saint Graal serait l’observation du ribosome en action », imagine déjà le chercheur, en référence à l’organite cellulaire chargé d’assembler les protéines.
« J’ai la chance d’avoir un poste de chercheur permanent, alors autant l’utiliser pour m’impliquer dans des projets à haut risques qui puissent repousser loin les limites du possible », affirme Jérôme Boisbouvier. En effet, si son projet atteint ses buts, c’est un très large champ de recherches qui s’ouvrira à la biologie.