Résumé
L’une des questions essentielles en biologie et en médecine consiste à comprendre comment les biomolécules constitutives des cellules et des tissus parviennent à générer des phénotypes complexes. Des travaux de recherche fondateurs effectués dans les années 40 ont démontré que les protéines déterminent les phénotypes et que des variations dans la séquence, la structure et l’organisation des protéines dans les complexes macromoléculaires se traduisent par une modification des phénotypes, engendrant ainsi la notion de maladie moléculaire.
Des progrès récents dans les techniques de spectrométrie de masse parallèle de type « bottom-up », comme par exemple le SWATH-MS, nous permettent désormais d’identifier et de quantifier de manière fiable et systématique des milliers de protéines à partir d’échantillons minuscules. En outre, grâce à toute une série de méthodes d’expérimentation et de calcul (spectrométrie par pontage chimique XL-MS, cryo-ME, analyse individuelle de particules et les analyses corrélatives des quantités de protéines à travers des ensembles d’échantillons), nous pouvons commencer à explorer de façon systématique l’organisation et la structure des complexes multiprotéiques et des réseaux de protéines et ainsi poser les bases d’une corrélation entre l’état du protéome et les phénotypes complexes.
Dans cette présentation, nous aborderons les nouvelles techniques de laboratoire et de calcul que l’on utilise pour déterminer l’état du protéome dans une grande masse d’échantillons. Au moyen d’applications choisies, basées sur des panels génétiques de référence et des collections de lignées cellulaires soigneusement caractérisés, nous montrerons comment l’état du protéome est déterminé par des facteurs génétiques et environnementaux et comment, en retour, l’état du protéome détermine des phénotypes complexes. Dans leur ensemble, les résultats obtenus mettront en évidence que l’organisation de protéines formant un protéome en complexes, réseaux et organites revêt une grande importance pour les phénotypes complexes.