Biologie

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI simulent et modélisent de grandes installations de recherche, mais aussi certaines expériences, par exemple en sciences des matériaux et en sciences de la vie. Andreas Adelmann, directeur du Laboratoire de simulation et modélisation, explique comment ils procèdent.

En combinant théorie, modélisation et calculs à haute performance, les chercheurs du Laboratoire de simulation et modélisation de l’Institut Paul Scherrer PSI résolvent les problèmes les plus complexes. De puissants ordinateurs leur permettent de simuler aussi bien les molécules les plus minuscules que les grandes installations de recherche.

A l’Institut Paul Scherrer PSI, on administre un traitement unique en Suisse à certains patients cancéreux. Bombarder les tumeurs de protons permet de les éliminer, et ce avec plus de précision qu’aucune autre forme d’irradiation.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont, en collaboration avec des collègues de la firme pharmaceutique F. Hoffmann-La Roche SA, franchi un pas important dans le développement d’une substance active contre la formation des métastases de certaines tumeurs cancéreuses. Grâce à la Source de Lumière Synchrotron Suisse SLS, ils ont déchiffré la structure d’un récepteur qui joue un rôle essentiel dans la migration des cellules cancéreuses.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont filmé une machine moléculaire en mouvement grâce à la Source de Lumière Suisse SLS, et ainsi révélé comment fonctionne la production d’énergie au niveau des cellules membranaires. Ils ont développé à cet effet une nouvelle méthode qui pourrait permettre des succès inédits dans l’analyse des processus cellulaires.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont identifié une importante partie du cycle qui régule le montage et le démontage du cytosquelette en observant des ciseaux moléculaires au travail à l’aide de la Source de Lumière Suisse SLS.

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont élucidé un composant important d’une voie de signalisation qui transmet certaines informations à travers la membrane cellulaire vers l’intérieur de la cellule. Cette voie de signalisation existe chez tous les mammifères et joue un rôle important, entre autres, dans la régulation du rythme cardiaque. Ces nouvelles connaissances pourraient déboucher sur de nouveaux traitements.

Pour pouvoir développer de nouveaux principes actifs médicamenteux, il est décisif d’avoir une connaissance précise des protéines. Lors d’une expérience pilote, des chercheurs ont utilisé pour la première fois le laser à rayons X à électrons libres SwissFEL pour étudier des cristaux de protéines.

Gebhard Schertler est directeur de la division de recherche Biologie et Chimie à l'Institut Paul Scherrer PSI et professeur de Biologie structurale à l'ETH Zurich. Dans cet entretien, il évoque la recherche menée au PSI dans le domaine de la biologie et l'avenir du développement de médicaments.

Une équipe de chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI a enregistré, à l'aide d'un laser à rayons X, l'un des processus les plus rapides en biologie. Le film moléculaire ainsi réalisé révèle la manière dont le capteur de lumière rétinal est activé dans une molécule de protéine. Des réactions de ce type interviennent dans de nombreux organismes. Ce film montre pour la première fois comment une protéine pilote de manière efficace la réaction du capteur de lumière intégré en son sein.

Les chercheurs du PSI veulent utiliser le laser à rayons X SwissFEL pour réaliser des films qui présenteront des biomolécules en action. Ces productions montreront comment fonctionne notre œil ou quel est le mode d’action de nouveaux médicaments.

Le 16 mai a été déclaré Journée internationale de la Lumière. Au PSI, l'exploitation de la lumière permet à la recherche de réaliser des progrès dans le domaine de la biologie et de la pharmacie. Elle sert aussi à développer de nouveaux matériaux pour le stockage de données et de nouvelles technologies médicales.

Philipp Spycher, lauréat d'un Founder Fellowship à l'Institut Paul Scherrer PSI, veut utiliser une nouvelle méthode de modification des anticorps pour développer des médicaments plus stables avec moins d’effets secondaires.

Le prix Nobel de chimie 2017 a été décerné au Suisse Jacques Dubochet, à l’Allemand Joachim Frank et au Britannique Richard Henderson pour leurs travaux sur l’analyse structurale des molécules biologiques au moyen de la cryo-microscopie électronique. L’attribution de ce prix souligne l’importance fondamentale de l’analyse structurale des biomolécules pour la biologie moderne. Un domaine dans lequel l’Institut Paul Scherrer PSI joue un rôle de premier plan en Suisse.

Il a longtemps été directeur pharma chez Roche; aujourd’hui, il est le fondateur d’une biotech sur le site de l’Institut Paul Scherrer PSI: Michael Hennig connaît les tendances dans le domaine médical. Dans cet entretien, il explique pourquoi la médecine du futur a besoin de la force d’innovation d’une recherche financée par des fonds publics et pourquoi il a choisi d’établir sa start-up leadXpro à proximité du PSI.

Martin Ostermaier, biochimiste, a voulu quitter la zone de confort de la recherche scientifique. Il a donc remisé ses pipettes et consacre désormais ses journées au droit des brevets et aux investisseurs.

Les protéines sont des composants indispensables à la vie. Elles jouent un rôle décisif dans de nombreux processus biologiques. Des chercheurs ont maintenant réussi à montrer comment étudier les processus ultrarapides au cours desquels les protéines effectuent leur travail, en utilisant un laser à rayons X à électrons libres comme le SwissFEL à l’Institut Paul Scherrer PSI. Les lasers à rayons X à électrons libres produisent des impulsions extrêmement brèves et intenses de lumière de type rayons X. Dans le monde, seules deux installations de ce type sont actuellement en service. Les résultats ont été publiés aujourd’hui dans la revue scientifique Nature Communications.

Kurt Ballmer-Hofer, chercheur au PSI, étudie comment affamer les tumeurs en les empêchant de développer des vaisseaux sanguins. Ses 40 années de recherche ont permis de faire émerger de nombreuses connaissances fondamentales sur la formation des vaisseaux sanguins et, entre-temps, une des molécules décisive a été découverte; d’autres recherches tentent à présent de permettre une application clinique.

La structure exacte des protéines est normalement déterminée au PSI par la technique de diffraction des rayons X. Deux scientifiques du PSI viennent de l’améliorer de façon astucieuse: au lieu d’immobiliser les protéines, ils les ont étudiées dans une goutte de liquide en lévitation.