Université de Strasbourg

Michael Ryckelynck

Biographie

Architecture et réactivité de l'ARN (ARN) - UPR 9002 du CNRS, Institut de biologie moléculaire et cellulaire (IBMC), université de Strasbourg

Michael Ryckelynck, USIAS Fellow 2018

Le Dr. Michael Ryckelynck a tout d’abord acquis son expertise dans la manipulation et l’étude de l’ARN au cours d’une thèse effectuée à l’université Louis-Pasteur (Strasbourg, France) sous la direction du Dr. Richard Giégé (IBMC, Strasbourg) et conclue, en 2005, par l’attribution d’un doctorat de biologie moléculaire et cellulaire.

Il a ensuite rejoint en 2006 l’équipe du professeur Andrew Griffiths (ISIS, Strasbourg) en tant que chercheur post-doctorant, où il contribué de manière significative au développement d’éléments clés de la technologie de microfluidique en gouttelettes et à son adaptation à des problématiques de biologie, en particulier la réalisation de criblages à ultra-haut débit. En 2007, Michael Ryckelynck a été nommé maître de conférences en biochimie à l’université de Strasbourg, où il a notamment introduit un enseignement théorique et pratique de la microfluidique appliquée à la biologie auprès d’étudiants de différents masters. En 2013, il rejoint l’IBMC (UPR 9002 - Architecture et réactivité de l’ARN) tout d’abord comme enseignant-chercheur dans l’équipe du professeur Eric Westhof, avant de fonder, en 2016, l’équipe « Biologie digitale de l’ARN » qu’il anime depuis. L’équipe a aujourd’hui acquis une solide renommée du fait de son expertise dans l’utilisation de plateformes de microfluidique en gouttelettes pour le criblage fonctionnel à ultra-haut débit de banques d’ARN, en particulier pour le développement d’aptamères fluorogènes. L’équipe a également récemment développé de nouvelles approches microfluidiques dédiées aux analyses sur cellules uniques.

Michael Ryckelynck a reçu le prix « Les espoirs de l’université de Strasbourg » en 2015  et a été lauréat du prix Maurice Nicloux 2017, décerné par la Société française de biochimie et de biologie moléculaire (SFBBM).

Projet - TranslatOmiX : caractérisation de la synthèse protéique à très haut débit avec résolution à la cellule unique

Octobre 2018 – septembre 2020

Des populations de cellules isogéniques (c’est-à-dire partageant la même information génétique) se développant dans un même environnement ont longtemps été considérées comme des ensembles homogènes de cellules présentant des caractéristiques identiques. Une telle supposition implique que, par exemple, l’ensemble des individus de cette population répondraient de façon identique à l’application d’un stress ou à un changement environnemental. Cependant, diverses études ont démontré qu’au contraire, une variabilité phénotypique (parfois significative) peut être observée entre différentes cellules d’un même clone ou d’une même lignée. Ces fluctuations phénotypiques peuvent, par exemple, trouver leur origine dans la variabilité naturelle (par exemple la stochasticité) de l’expression des gènes, mais aussi dans des variations du microenvironnement au voisinage direct des cellules. Ainsi, bien que la bonne compréhension du mode de fonctionnement d’un système biologique nécessite l’analyse d’un grand nombre de cellules, cette caractérisation se doit de tenir compte de la variabilité de cellule à cellule et donc se faire avec une résolution à la cellule unique.

L’expression des gènes est coordonnée par des réseaux de régulation qui sont tous plus moins interconnectés. De ce fait, bien comprendre la biologie d’un système requiert d’analyser celui-ci dans son ensemble à l’aide de méthodes d’analyse globales, ou « omics ». Ces approches utilisent comme matériel de départ des mélanges d’un grand nombre de cellules et ne tiennent de ce fait pas compte de la variabilité intercellulaire énoncée plus haut. Toutefois, cette variabilité peut jouer des rôles clés dans des phénomènes d’adaptation de la population, voire dans des processus pathologiques (infection, cancer…). La principale limite des technologies d’analyse globale actuelles est liée à la faible quantité de matériel biologique pouvant être isolé à partir de cellules uniques, non compatible avec les manipulations réalisées aux volumes types utilisés en laboratoire.

L’essor actuel des technologies microfluidiques, plus particulièrement la microfluidique en gouttelettes, permet cependant d’appréhender différemment ces analyses et rend possible leur réalisation à l’échelle de la cellule unique (on parle alors de biologie digitale), et ce à raison de plusieurs milliers de cellules par analyse. Il est en effet possible d’individualiser des cellules dans des gouttes d’eau-dans-l’huile de quelques picolitres, d’y lyser les cellules et de travailler sur le matériel relargué (par exemple ARN, protéine) dans les gouttelettes tout en préservant la résolution cellule unique puisque la barrière d’huile assure le confinement du matériel dans les gouttes tandis que le faible volume de ces dernières permet de concentrer les réactants. Ce type d’approche a récemment conduit à la mise au point de méthodologies permettant l’analyse du transcriptome eucaryote avec une résolution à la cellule unique. Cependant, la simple détection des ARN messagers reste peu informative sur la présence ou non des protéines codées par ceux-ci. Ainsi, dans le cadre de ce projet, nous allons utiliser la technologie de microfluidique en gouttes en association avec une chimie et une biologie moléculaire innovantes afin de caractériser le protéome cellulaire avec une résolution à la cellule unique.

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