UCA annual Award Ceremony: 7 iBV members recognised for their scientific contributions
UCA annual Award Ceremony: 7 iBV members recognised for their scientific contributions

iBV is a member of Université Cote d’Azur (UCA), a cluster of Research and Higher Education on the French Riviera. Each year UCA organises a special award ceremony recognising the talent and accomplishments of researchers, students and artists who have been awarded prestigious prizes for their work.

 This year, 7 iBV members will take part to the ceremony for their excellent scientific contributions:

Anaelle GRABEK
PhD Student - SCHEDL Team
Best poster presentation award - 18th Adrenal Cortex Conference

Julien MARCETTEAU
PhD Student - THEROND Team
Best poster award - 32nd French Drosophila meeting

The ceremony will take place at the "Galet" amphitheater, at the Pasteur Hospital Center in Nice on Monday December 10th at 6pm.

Congratulations to All Awardees !

The origins of asymmetry: A protein that makes you do the twist
The origins of asymmetry: A protein that makes you do the twist

Asymmetry plays a major role in biology at every scale: think of DNA spirals, the fact that the human heart is positioned on the left, our preference to use our left or right hand … A team from the Institute of biology Valrose (CNRS/Inserm/Université Côte d’Azur), in collaboration with colleagues from the University of Pennsylvania, has shown how a single protein induces a spiral motion in another molecule. Through a domino effect, this causes cells, organs, and indeed the entire body to twist, triggering lateralized behaviour. This research is published in the journal Science on November 23, 2018.

Our world is fundamentally asymmetrical: think of the double helix of DNA, the asymmetrical division of stem cells, or the fact that the human heart is positioned on the left … But how do these asymmetries emerge, and are they linked to one another?

At the Institute of biology Valrose, the team led by the CNRS researcher Stéphane Noselli, which also includes Inserm and Université Cote d’Azur researchers, has been studying right–left asymmetry for several years in order to solve these enigmas. The biologists had identified the first gene controlling asymmetry in the common fruit fly (Drosophila), one of the biologists’ favoured model organisms. More recently, the team showed that this gene plays the same role in vertebrates: the protein that it produces, Myosin 1D,[1] controls the coiling or rotation of organs in the same direction

In this new study, the researchers induced the production of Myosin 1D in the normally symmetrical organs of Drosophila, such as the respiratory trachea. Quite spectacularly, this was enough to induce asymmetry at all levels: deformed cells, trachea coiling around themselves, the twisting of the whole body, and helicoidal locomotive behavior among fly larvae. Remarkably, these new asymmetries always develop in the same direction.

In order to identify the origin of these cascading effects, biochemists from the University of Pennsylvania contributed to the project too: on a glass coverslip, they brought Myosin 1D into contact with a component of cytoskeleton (the cell’s “backbone”), namely actin. They were able to observe that the interaction between the two proteins caused the actin to spiral.

Besides its role in right–left asymmetry among Drosophila and vertebrates, Myosin 1D appears to be a unique protein that is capable of inducing asymmetry in and of itself at all scales, first at the molecular level, then, through a domino effect, at the cell, tissue, and behavioral level. These results suggest a possible mechanism for the sudden appearance of new morphological characteristics over the course of evolution, such as, for example, the twisting of snails’ bodies. Myosin 1D thus appears to have all the necessary characteristics for the emergence of this innovation, since its expression alone suffices to induce twisting at all scales.

The molecular motor Myosin 1D creates asymmetry at all levels, from the movement of actin molecules (red and green filaments) to respiratory trachea (white tube-like structures), to the organism itself (here a Drosophila larva).

 

© Photo of larva: Gaëlle Lebreton; photo editing by Stéphane Noselli / iBV / CNRS

 

Video:

This video shows the movement of a normal larva (left) and a larva expressing Myosin 1D in its normally symmetrical epidermis. Whereas the normal larva crawls linearly, with its ventral side in contact with the liquid, the modified larva is twisted and moves via directional “barrel rolls.”

Credit: Gaëlle Lebreton / iBV / CNRS

Bibliography

Molecular to Organismal Chirality is induced by the Conserved Myosin1D, Gaëlle Lebreton, Charles Géminard, François Lapraz, Serapion Pyrpassopoulos, Delphine Cérézo, Pauline Spéder, E. Michael Ostap & Stéphane Noselli. Science, 23 November 2018. DOI: 10.1126/science.aat8642

 

Contacts

 CNRS Researcher l Stéphane Noselli l T +33 (0)4 92 07 64 33 l noselli@unice.fr

 

[1] Myosins are a class of proteins that interact with actin (a constituent of cell skeletons or cytoskeletons). The most well-known of them, muscular myosin, makes muscles contract.

Press book

CNRS press release :
- english : http://www2.cnrs.fr/en/3180.htm
- french : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5749.htm

France Inter - Radio interview "La Tête au Carré" :
https://www.franceinter.fr/emissions/la-une-de-la-science/la-une-de-la-science-26-novembre-2018

National public radio - "Science Friday" (USA) :
https://www.sciencefriday.com/segments/the-asymmetrical-self/

Cité de la Science - article:
http://www.cite-sciences.fr/fr/ressources/science-actualites/detail/news/la-proteine-de-lasymetrie/?tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&cHash=4a125471b44d78e792c15c2cf21c419e

Sciences & Avenir - article :

https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/biologie-cellulaire/une-proteine-qui-donne-le-tournis_129792

News on other websites :

https://phys.org/news/2018-11-asymmetry-protein.html

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/c-too111518.php

https://naked-science.ru/article/biology/raskryt-sekret-hiralnosti-v

https://www.longroom.com/discussion/1264026/the-origins-of-asymmetry-a-protein-that-makes-you-do-the-twist

https://www.technologynetworks.com/tn/news/protein-that-makes-us-wonky-312148

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181123135026.htm

https://www.bionity.com/en/news/159848/a-protein-that-makes-you-do-the-twist.html?WT.mc_id=ca0068

http://www.lescienze.it/news/2018/11/26/news/asimmetria_organi_miosina-4203403/?rss

https://www.analytica-world.com/en/news/159848/a-protein-that-makes-you-do-the-twist.html

https://med.news.am/eng/news/20200/researchers-have-found-the-cause-of-asymmetries-in-living-organisms.html

https://aus.remonews.com/a-protein-that-makes-you-do-the-twist/

https://new.qq.com/omn/20181126/20181126A1S0IT.html

https://modagab.cf/2018/11/24/protein-clue-to-biological-asymmetry/

https://scientificrussia.ru/articles/biologi-obnaruzhili-belok-otvetstvennyj-za-asimmetriyu-v-nashem-organizme

https://tech2.org/a-protein-that-makes-you-turn-around-report/

https://parallelstate.com/news/molecular-to-organismal-chirality-is-induced-by-the-conserved-myosin-1d/26119

http://www.azeritimes.com/science/the-origins-of-asymmetry-a-protein-that-makes-you-do-the-twist/

https://cosmosmagazine.com/biology/protein-clue-to-biological-asymmetry

https://www.chemistryworld.com/news/chirality-gene-puts-life-in-a-twist/3009786.article

https://www.technologynetworks.com/tn/news/protein-that-makes-us-wonky-312148

1 PhD Position - 3 years - Starting October 2018

Projet de thèse avec bourse, au sein de l’équipe de Stéphane Noselli à l’institut de Biologie Valrose’ (iBV), Université Côte d’Azur à Nice, FR.

Asymétrie droite-gauche et système nerveux : nouveaux gènes, nouvelles fonctions

L’asymétrie Droite-Gauche (DG) joue un rôle central dans l’organisation (positionnement, morphologie) et la fonction de nombreux organes (par ex : coeur, cerveau). Chez l’Homme, des défauts d’asymétrie DG des organes viscéraux entrainent de nombreuses malformations ou syndromes (situs inversus, malformation cardiaque, asplénie, syndromes de Kartagener, Ivemark, etc.), qui sont souvent associés à des maladies ciliaires et responsables d’un grand nombre de fausses-couches.

Le système nerveux présente également des asymétries DG à divers niveaux : anatomique, connectique (réseaux de connections neurales), et fonctionnel (comportements latéralisés, par ex. préférence main droite/gauche, et processus cognitifs complexes comme la mémoire). Illustrant son importance fonctionnelle chez l’homme, plusieurs troubles et syndromes sont fortement corrélés à des défauts de latéralité du système nerveux : Autisme, Schizophrénie, Hyperactivité et déficit d’attention, dyslexie etc.

De façon surprenante et intéressante, l’asymétrie des organes viscéraux et du cerveau est contrôlée par des mécanismes indépendants. Si les mécanismes contrôlant l’asymétrie des organes viscéraux est bien connue, nous ne savons en revanche rien de ceux contrôlant l’asymétrie du système nerveux, tant chez les mammifères que chez les invertébrés.

Notre projet vise à élucider les mécanismes d’asymétrie du système nerveux en utilisant le modèle drosophile, qui offre de très nombreux avantages méthodologiques. Par ailleurs, Il est estimé que 75% des gènes ayant un lien avec une maladie chez l’homme ont un équivalent chez la Drosophile. Mieux comprendre le contrôle génétique et la fonction des asymétries chez la Drosophile permettra la mise en évidence de mécanismes inédits conservés chez les vertébrés dont l’homme.

Notre laboratoire est pionnier dans l’étude de l’asymétrie DG chez le modèle drosophile. Le projet s’intéressera dans un premier temps à un circuit de neurones asymétriques présent uniquement du côté droit. De manière intéressante, ce circuit met en lumière chez la Drosophile l’existence, comme chez les vertébrés, d’un lien direct entre asymétrie cérébrale et cognition. En effet, une perte d’asymétrie de ce circuit neuronal provoque des défauts de mémoire à long terme.

Le laboratoire a entrepris un crible RNAi à grande échelle et identifié récemment les premiers gènes connus à ce jour affectant la mise en place de cette asymétrie chez la Drosophile. Les gènes et voies de signalisation identifiés sont fortement conservés chez l’homme. Le projet consistera à exploiter les nombreuses ressources et outils génétiques disponibles pour analyser le rôle des gènes/voies identifiés, en : 1) Caractérisant les défauts d’asymétries causés par les mutations, 2) Identifiant le réseau génique, le mécanisme d’action et les partenaires des gènes candidats, 3) Caractérisant le réseau neuronal impliqué et les défauts comportementaux/cognitifs provoqués par une altération de leur asymétrie, 4) Etudiant le rôle des gènes homologues dans le système nerveux de vertébrés modèles, en collaboration avec des laboratoires experts avec lesquels nous travaillons.

Ce projet pionnier débouchera sur la caractérisation des premiers gènes impliqués dans le contrôle de l’asymétrie du système nerveux et des fonctions cognitives associées.

Une large panoplie de techniques de laboratoire sera utilisée, incluant l’imagerie (microscopie confocale, 2-photon, reconstruction 3D de réseaux de neurones, etc.), la génétique (mendélienne, CRISPR, RNAi), expression contrôlée dans le temps et l’espace (système Gal4/UAS), toutes les techniques de biologie moléculaire et cellulaire, modélisation, etc..

 

N’hésitez pas à contacter le laboratoire pour de plus amples informations :

ibv.unice.fr/research-team/noselli

Stéphane Noselli : noselli@unice.fr
François Lapraz : lapraz@unice.fr

L‘institut de Biologie Valrose’ iBV, (28 équipes ; 310 personnes ; 25 nationalités) est un institut de recherche reconnu au niveau international disposant d’un environnement scientifique riche et dynamique, de nombreuses plateformes technologiques modernes et une atmosphère de travail collaborative et attractive. (ibv.unice.fr)

 

Selected Publications

Spéder et al., Nature 2006
Gettings et al., PLoS Biol 2010
Suzanne et al., Cur Biol 2010
Petzoldt et al., Development 2012
Coutelis et al., Dev Cell 2013
Géminard et al., Genesis 2014
Coutelis et al., EMBO Reports 2014
Gonzales-Morales et al., Dev Cell 2015
Van de Bor et al., Cell Reports 2015
Rousset et al., PLoS Genetics 2017
Roumengous et al., Cell Reports 2017
Juan et al, Nature Communications 2018
Tingler et al., Current Biology 2018
Ghiglione et al., Development 2018

1 POST-DOC position - Open September 2018

A 3-year postdoctoral position is available in the group of Dr Stéphane NOSELLI at the ‘institut de Biologie Valrose’ (iBV), Université Côte d’Azur in Nice, FR.

Our lab investigates the origin of biological chirality and the role of the actin cytoskeleton and associated myosins (type I myosins) in this fundamental property. We approach this problem by studying how Left-Right asymmetry is established in Drosophila, using multidisciplinary approaches addressing a number of primary questions: How is symmetry breaking taking place? What are the molecular determinants of asymmetry/chirality? How molecular chirality translates into higher order organ asymmetry, bridging different
biological scales? How is the Myosin I system conserved during evolution?
This project aims at characterizing the role of the actin cytoskeleton in LR symmetry breaking and asymmetric morphogenesis, and its interaction with actin-associated factors that we have recently identified through genetic screening.

Highly motivated candidates with original thinking and background in Developmental Biology, Cell Biology, Biochemistry are encouraged to apply. Previous experience in actin/cytoskeleton biology would be a plus.
Interested candidates can contact S. Noselli (noselli@unice.fr).

The ‘institut de Biologie Valrose’ (27 teams; 300 persons; 25 nationalities) is an international institute (English is the working language) with a rich and vivid scientific environment. iBV provides state of the art core facilities, with a collaborative and lively atmosphere in a gorgeous city/region. (ibv.unice.fr/EN/index.php)

Selected publications:
Speder et al., Nature 2006
Gettings et al., PLoS Biol 2010
Suzanne et al., Cur Biol 2010
Petzoldt et al., Development 2012
Coutelis et al., Dev Cell 2013
Géminard et al., Genesis 2014
Coutelis et al., EMBO Reports 2014
Gonzales-Morales et al., Dev Cell 2015
Van de Bor et al., Cell Reports 2015
Rousset et al., PLoS Genetics 2017
Roumengous et al., Cell Reports 2017