Electrofusion de vésicules lipidiques C. Mauroy ; équipe Biophysique Cellulaire IPBS Les membranes biologiques sont des systèmes moléculaires organisés constituées de deux monocouches de lipides dans lesquelles sont insérées des protéines transmembranaires. Ces membranes forment des enveloppes imperméables efficaces dans la compartimentation de la cellule tout en assurant une grande diversité de fonctions d’échange entre ces compartiments. Les fusions membranaires, processus vitaux dans les systèmes biologiques, sont une des nombreuses fonctions biologiques réalisées au niveau de la membrane plasmique. Elles sont assurées grâce à l’intervention de protéines transmembranaires. L’entrée de virus enveloppés dans une cellule hôte ou bien les processus d’endocytoses passent par une étape de fusion. Le processus de fusion membranaire entraîne une déstructuration de l’organisation en bicouche lipidique de la membrane plasmique du fait du passage de deux bicouches à une unique bicouche. La fusion nécessite la coalescence de deux membranes en contact. Ceci entraîne alors le mélange des lipides initialement présents dans chaque membrane ainsi que le mélange des compartiments aqueux emprisonnés par les deux membranes. Il a été montré que l’application d’un champ électrique externe peut induire un état de perméabilisation transitoire de la bicouche. Lorsque deux systèmes membranaires sont suffisamment proche l’un de l’autre, cet état de déstabilisation membranaire permet alors la fusion des deux systèmes (Haluska, Riske et al. 2006). Il a déjà été montré la faisabilité de faire fusionner des vésicules lipidiques avec des cellules (Seibicke, Zimmermann et al. 1988; Ramos, Bonato et al. 2002). Cependant, les mécanismes d’électrofusion des membranes ne sont toujours pas complètement compris. Nous proposons dans ce stage d’étudier la fusion induite par un champ électrique externe entre deux systèmes membranaires de tailles différentes. Devant la complexité des membranes cellulaires, on se propose d’étudier la fusion entre deux systèmes lipidiques modèles de tailles différentes, les vésicules lipidiques unilamellaires géantes (GUVs) et les larges vésicules unilamellaires (LUVs). En effet, la composition lipidique de ces deux modèles peut être contrôlée. De plus, les GUVs ont une distribution de taille semblable à celle des cellules alors que les LUVs sont de plus petites vésicules, ce qui permettra d’étudier les mécanismes de fusion existant entre deux systèmes membranaires de tailles différentes. Des techniques de microscopie de fluorescence en champ large et confocale seront utilisées pour détecter et comprendre le processus de fusion entre ces deux systèmes. Techniques utilisées : électroformation de GUVs, formations de liposomes, microscopie de fluorescence (microscopie en champ large et confocale,), électroperméabilisation. Haluska, C. K., K. A. Riske, et al. (2006). "Time scales of membrane fusion revealed by direct imaging of vesicle fusion with high temporal resolution." Proc Natl Acad Sci U S A 103(43): 1584115846. Ramos, C., D. Bonato, et al. (2002). "Spontaneous lipid vesicle fusion with electropermeabilized cells." FEBS Lett 518(1-3): 135-138. Seibicke, S., H. P. Zimmermann, et al. (1988). "Fusion of lipid vesicles with ascites tumor cells and their lipid-depleted variants. Studies with radioactive- and fluorescent-labeled vesicles." Biochim Biophys Acta 944(3): 487-496.