Structural and functional studies of the Kir2.1 human potassium channel. Effect of modulators and pathological mutations on its activity

Les canaux à potassium (Kir) à rectification entrante appartiennent à une famille de protéines membranaires intégrales qui contrôlent, au niveau des membranes cellulaires dans une variété de tissus, la perméabilité des ions K+ sélectivement. L'importance physiologique des canaux Kir est mise en évidence par le fait que les mutations sur le canal Kir héritées génétiquement, sont associées à de nombreuses maladies humaines graves affectant de nombreux organes. L'objectif de ce projet de doctorat est de comprendre les caractéristiques structurales, dynamiques et fonctionnelles de l'interaction entre Kir2.1, un membre de la sous-famille fortement exprimé dans le cœur, avec deux modulateurs de ce canal: le phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), phospholipide membranaire qui régule l'ouverture du canal et le microARN endogène miR-1 qui se lie physiquement au canal et module les propriétés électro-physiologiques cardiaques. L'impact de mutations spécifiques de Kir2.1 sur la fonction du canal sera également étudié. Ce projet comprend un large éventail de techniques complémentaires, allant de l'électrophysiologie (voltage-clamp à deux électrodes), aux méthodes biochimiques et biophysiques (résonance plasmonique de surface, cryo-microscopie électronique combiné à l'analyse d'images, transfert d'énergie par résonance de Förster à molécule unique) qui sont utilisées pour caractériser l'interaction des modulateurs avec la protéine et l'effet des mutations pathologiques sur l'activité de Kir2.1. Les connaissances acquises permettront de mieux comprendre la relation entre les mutations génétiques et les cardiopathies ainsi que la faisabilité d'une intervention pharmacothérapeutique.