Single-molecule studies using junctured-DNA mounted on a magnetic tweezers setup : characterizing the dynamics of interaction between the FKBP12 protien and several of its ligands

We present here a novel method measuring interactions between biological molecules. This is useful in medical research, to determine if a drug will work on a target, for example. To do that, we stick two molecules we want to study to a molecular "scaffold" we can observe under the microscope. Thus, we can see if the molecules bind or separate, and at which speeds. In addition, the scaffold being magnet-sensitive, we can "pull" on those molecules with a magnetic tweezer and apply force, or add other molecules (for example, other drugs) in the medium and compare the efficiency of different molecules. This thesis focuses on the design and improvement of this tool and of the associated data analysis tools. We apply our technique to the study of the FKBP12- Rapamycin system, essential for the regulation of metabolism and immune responses.
Nous présentons ici une nouvelle méthode de mesure des interactions entre molécules biologiques. Ceci est utilisé dans la recherche médicale, pour savoir si un médicament va fonctionner sur une cible par exemple. Pour cela, nous accrochons deux molécules que nous voulons étudier à un "échafaudage" moléculaire observable au microscope. Ainsi, nous pouvons voir si les molécules accrochées se lient ou se détachent, et à quelle vitesse. De plus, l'échafaudage étant aimanté, nous pouvons "tirer" sur ces molécules avec une pince magnétique et donc appliquer une force, ou encore ajouter d'autres molécules (par exemple, un autre médicament) dans le milieu et comparer l'efficacité de différentes molécules. Le travail présenté ici se concentre sur le développent de cet outil et sur les outils d'analyse informatique associés. Nous appliquons ces techniques à l'étude du système FKBP12-Rapamycine, central dans la régulation du métabolisme et de la réponse immunitaire.