Thème 2011-2014: Nanomachines biologiques

Responsables : Pierre Desbiolles, Giovanni Cappello
Les nanomachines biologiques sont des protéines ou des assemblages de protéines capables de transformer de l'énergie chimique en travail mécanique. Depuis une dizaine d'années, ces machines suscitent un intérêt important auprès de physiciens, de chimistes et de biologistes, capables maintenant de visualiser leur fonctionnement, voire de les manipuler. De nombreuses questions restent ouvertes quant à leur dynamique. Au niveau du fonctionnement de machines individuelles, tant d'un point de vue expérimental que théorique, il s'agit par exemple d'étudier le cycle catalytique mécano- chimique, les changements conformationaux qui interviennent lors de l'hydrolyse de l'ATP et d'identifier les étapes irréversibles qui imposent une direction à la réaction. Au niveau collectif, l'assemblage de plusieurs machines peut faire émerger des propriétés d'ensemble, voire des transitions de phases, qui restent à caractériser. Il peut également être intéressant d'étudier la dynamique d'association et de dissociation lors d'un fonctionnement collectif. Dans un contexte cellulaire, ces nanomachines doivent souvent trouver un site d'activité (filaments du cytosquelette, séquence sur l'ADN). Les mécanismes actifs ou passifs qui optimisent le transport des nanomachines vers leur site d'activité, les stratégies de recherche de cible en milieu encombré comme peuvent l'être le cytoplasme ou le noyau d'une cellule, le temps de vie d'une nanomachine et les implications pour la cellule sont autant de questions qu'il reste à aborder.
Equipes