Frédéric PincetPhysique du vivant
Frédéric Pincet est directeur de recherche au Laboratoire de Physique de l’ENS à Paris où il a effectué toute sa carrière depuis son recrutement au CNRS. Il cherche à comprendre certains mécanismes moléculaires membranaires qui se produisent dans le vivant. Physicien de formation, il séjourne fréquemment dans un laboratoire de biologie cellulaire aux Etats-Unis (dans lequel il a passé 2 ans à l'époque) pour s’adapter à l’interdisciplinarité de sa recherche sur ses domaines de prédilection : la neurotransmission et la sécrétion des protéines.
Projet LiquOrg : Des phases en cristaux liquides des protéines organisent-elles certains compartiments membranaires ?
Beaucoup de protéines codées dans le génome humain sont triées au cours de leur transport à travers une série de compartiments membranaires adhérant les uns aux autres et formant le « système ER / Golgi ». Comment cette succession de compartiments peut-elle avoir une polarité en régime permanent alors qu’ils échangent constamment et de manière fluide du matériel moléculaire? Comment ce système peut-il être si radicalement élastique et toujours revenir à son état d'origine? Ces questions restent en suspens depuis la première description du système ER / Golgi il y a 50 ans. La découverte récente que certaines protéines s'auto-organisent en gouttelettes apporte de nouveaux éléments de réponse. L'hypothèse la plus simple serait que le système ER / Golgi est fondamentalement un liquide ayant une organisation interne avec des phases séparées. En effet, des condensats de protéines attachés aux surfaces de la membrane pourraient former des phases auto-organisées essentiellement bidimensionnelles et ressemblant à des «cristaux liquides». Il est déjà établi que les surfaces des compartiments ER / Golgi sont recouvertes d'une famille abondante de protéines appelées Golgines. Chaque compartiment a son propre ensemble de Golgines. Nous avons découvert que ces Golgines s'auto-assemblent dans des phases liquides à la fois en tube à essai et dans les cellules. Nous allons tester l'hypothèse selon laquelle les propriétés physiques intrinsèques des Golgines dictent l'organisation et l'ordre précis des compartiments membranaires dans le système ER / Golgi. Dans notre nouvelle hypothèse, les Golgines se séparent spontanément en phases bidimensionnelles semblables à des cristaux liquides en fonction de leur attraction ou répulsion mutuelle en cis, de façon analogue à la séparation de phase entre l'huile et l'eau à trois dimensions. L'adhésion entre ces phases bidimensionnelles en trans permet de construire et d’organiser un système ER / Golgi tridimensionnel polarisé.
Fonction
Directeur de recherche au Laboratoire de Physique de l'ENS à Paris (LPENS, CNRS / ENS-PSL / Sorbonne Université / Université Paris Cité)