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Laboratoire | Réponse au stress


Biologie Redox

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Publié le 17 mars 2017


Cette équipe fait partie de l'I2BC

Responsables:
Michel TOLEDANO, Agnès DELAUNAY-MOISAN, Benoit D'AUTREAUX

​La biologie redox, une nouvelle discipline des sciences du vivant

Les phénomènes et réactions redox biologiques font intervenir des molécules ayant une réactivité chimique particulière, en particulier l'oxygène, le fer et autres métaux redox, et le soufre  présent dans le groupement thiol (-SH) de la cystéine. Ces phénomènes redox sont au cœur des mécanismes cellulaires essentiels à la vie, la respiration et la production d'énergie, la synthèse de métabolites multiples, la repliement des protéines au cours de leur sécrétion, la protection contre le stress oxydant, le contrôle des voies de signalisation cellulaires et des montres biologiques. Ils interviennent en fait dans une multitude d'autres processus cellulaires. Ces phénomènes redox ont deux caractéristiques essentielles : (i) leur interdépendance majeure à l'échelon de la cellule et parfois de l'organisme ; (ii) la nécessité de leur contrôle cellulaire très strict en raison de la réactivité, parfois extrême, de leurs acteurs moléculaires, afin d'éviter la propagation de réactions anormales conduisant au stress oxydant. L'étude des phénomènes redox intégrée au fonctionnement cellulaire et de leurs systèmes de contrôle définit aujourd'hui un nouveau champ des sciences du vivant, la biologie redox, en plein essor. Une meilleure compréhension de la biologie redox et de son impact physiopathologique constitue un enjeu fondamental en santé humaine car la dérégulation des phénomènes redox est une des causes majeures de maladies, pour la plupart liées au vieillissement, comme les cancers, le diabète, les maladies neurodégénératives, métaboliques et inflammatoires.

Expertise de l'équipe et projets en cours

Notre équipe a acquis une expertise internationale en biologie redox, et en particulier dans les réactions faisant intervenir l'oxydation réversible des résidus cystéines. Elle s'intéresse aujourd'hui principalement aux mécanismes de  contrôle de l'équilibre thiol-redox selon une approche intégrée de la cellule eucaryote considérant ses différents compartiments. Nous étudions les phénomènes redox intervenant (i) dans le repliement des protéines sécrétées et le contrôle de qualité des protéines; (ii) dans la signalisation cellulaire ; (iii) dans le métabolisme du fer, en particulier la synthèse des protéines à centres fer-soufre. Nous étudions aussi les systèmes antioxydants utilisant la cystéine pour dégrader l'H2O2, les peroxiredoxines, également selon une approche cellulaire intégrée.

Liens vers les 3 thématiques du laboratoire :

Métier de la biologie

Notre corps de métier repose sur les approches moléculaires et fonctionnelles in vitro et in vivo appliquées aux modèles eucaryotes de la levure Saccharomyces cerevisiae, les lignées cellulaires mammifères et la souris. Ces études combinent l'utilisation de bio-senseurs et de méthodes novatrices de détection de modifications redox. 


Les publications de l'équipe

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Light-sensing via hydrogen peroxide and a peroxiredoxin
Bodvard K, Peeters K, Roger F, Romanov N, Igbaria A, Welkenhuysen N, Palais G, Reiter W, Toledano MB, Kall M, Molin M
Transit of H2O2 across the endoplasmic reticulum membrane is not sluggish
Appenzeller-Herzog C, Banhegyi G, Bogeski I, Davies KJA, Delaunay-Moisan A, Forman HJ, Gorlach A, Kietzmann T, Laurindo F, Margittai E, Meyer AJ, Riemer J, Rutzler M, Simmen T, Sitia R, Toledano MB, Touw IP
Lifespan control by redox-dependent recruitment of chaperones to misfolded proteins
Hanzen S, Vielfort K, Yang J, Roger F, Andersson V, Zamarbide-Fores S, Andersson R, Malm L, Palais G, Biteau B, Liu B, Toledano MB, Molin M, Nyström T
Microbial 2-Cys Peroxiredoxins: Insights into Their Complex Physiological Roles
Toledano MB, Huang B
Mol. Cells 39 (1), 31-39, 2016
Evidence That Glutathione and the Glutathione System Efficiently Recycle 1-Cys Sulfiredoxin In Vivo
Boukhenouna S, Mazon H, Branlant G, Jacob C, Toledano MB, Rahuel-Clermont S
The antioxidant machinery of the endoplasmic reticulum: Protection and signaling
Delaunay-Moisan A, Appenzeller-Herzog C
Adaptive aneuploidy protects against thiol peroxidase deficiency by increasing respiration via key mitochondrial proteins
Kaya A, Gerashchenko MV, Seim I, Labarre J, Toledano MB, Gladyshev VN
In vivo parameters influencing 2-Cys Prx oligomerization: The role of enzyme sulfinylation
Noichri Y, Palais G, Ruby V, D'Autreaux B, Delaunay-Moisan A, Nystrom T, Molin M, Toledano MB
Mammalian frataxin directly enhances sulfur transfer of NFS1 persulfide to both ISCU and free thiols
Parent A, Elduque X, Cornu D, Belot L, Le Caer JP, Grandas A, Toledano MB, D'Autreaux B
Keeping Oxidative Metabolism on Time: Mitochondria as an Autonomous Redox Pacemaker Animated by H2O2 and Peroxiredoxin
Toledano MB, Delaunay-Moisan A
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