Sheena RADFORD

Directrice du prestigieux Astbury Centre for Structural Molecular Biology, Sheena Radford a très largement contribué à une meilleure compréhension des mécanismes mis en œuvre lors du repliement et de l’autoassemblage des protéines.

Une conférence de Madame Sheena RADFORD intitulée « Folding a Protein: Nature’s Origami » aura lieu le vendredi 18 mars 2022 à 11h aux amphithéâtres de l'Europe, Salle R52, bât. B4.

Sheena Radford a réalisé des études de biochimie à l’Université de Birmingham, avant d’obtenir un doctorat (DPhil) de l’Université de Cambridge (UK), en 1987, sous la supervision de Richard N. Perham. Elle poursuit ensuite des recherches de niveau post-doctoral à l’Oxford Centre for Molecular Sciences (Université d’Oxford, UK, 1988-1995), où elle collabore étroitement avec le professeur Chris M. Dobson (lui-même Docteur honoris causa de l’ULiège, depuis 2007 et décédé le 8 septembre 2021). Leurs travaux ont alors pour but de résoudre le problème posé par le repliement des protéines (protein folding). Ce processus est particulièrement remarquable en ce sens que, dans une cellule, une protéine nouvellement synthétisée au niveau des ribosomes peut, en quelques secondes ou moins, passer d’une structure totalement désorganisée à une conformation compacte, spécifique et biologiquement active, telle qu’observée à l’aide des méthodes structurales. À cette époque, il était généralement reconnu que la structure d’une protéine était déterminée par sa séquence en acides aminés ; comment cela était possible demeurait cependant largement inconnu. Et le paradoxe tel que formulé par Cyrus Levinthal (1968) rendait ce processus encore plus mystérieux. En effet, un calcul simple permettait d’estimer que le temps requis pour qu’une chaîne polypeptidique explore toutes les conformations possibles afin de trouver celle qui est la bonne (généralement la plus stable) était comparable à l’âge de l’univers. Les recherches de Sheena Radford et Chris Dobson les ont amenés à intégrer progressivement de nouvelles techniques (fluorescence, dichroïsme circulaire, spectrométrie de masse, NMR …), afin de parvenir à décrire les phénomènes extrêmement complexes qui sont liés au repliement des protéines. En particulier, leurs recherches sur le lysozyme permettent de décrire, en détail et à l’échelle moléculaire, des chemins de repliement parallèles et des intermédiaires de repliement partiellement structurés, mettant ainsi en lumière un mécanisme d’une complexité insoupçonnée pour une protéine de si petite taille (129 résidus).

En 1995, Sheena Radford devient lecturer à l’Université de Leeds, puis est nommée successivement reader et professeure de biologie moléculaire structurale respectivement en 1995 et 2000. Depuis 2014, elle occupe la Chaire Astbury Professor of Biophysics. Pour ce qui concerne la partie recherche, elle fait partie du prestigieux Astbury Centre for Structural Molecular Biology dont elle est la directrice depuis 2012.

Depuis ses débuts comme chercheuse scientifique, Sheena Radford a focalisé ses travaux dans le domaine de la biologie moléculaire structurale fondamentale, en particulier sur la mesure de la dynamique conformationnelle des protéines et sur l’élucidation du rôle que ces mouvements jouent dans le repliement et aussi le mauvais repliement (misfolding) des protéines. En utilisant un large éventail de méthodes biochimiques et biophysiques, en association avec des approches relevant de la chimie des protéines et de la biologie moléculaire, ses travaux de recherche portent depuis 30 ans sur la description des mécanismes par lesquels les protéines se replient correctement ou pas. En particulier, ils ont apporté une série d’éléments majeurs en vue de la compréhension des phénomènes d’autoassemblage des protéines en énormes complexes macromoléculaires (fibres amyloïdes), dont certains sont associés à des maladies mortelles (Parkinson, Alzheimer …) qui posent un problème de santé publique grandissant.

D'un point de vue plus technique, Sheena Radford a utilisé, développé et exploité l'utilisation de diverses méthodes de spectrométrie de masse (MS) dites "natives", comme par exemple l'échange d'hydrogène couplé à la MS, le FPOPMS (Fast Photochemical Oxidation of Proteins) et la mobilité ionique. Ces méthodes, utilisées en combinaison avec des techniques de modélisation sophistiquées, ont permis d’analyser des cinétiques complexes de repliement et d’autoassemblage. Des informations structurelles sur les espèces intermédiaires ont été obtenues en utilisant toute la puissance des méthodes modernes de RMN pour l’analyse de la conformation des protéines, y compris certaines formes partiellement repliées, dépliées, rares et dynamiques. En parallèle, Sheena Radford a aussi utilisé la microscopie de force atomique pour l’observation de molécule unique, ce qui lui a permis de caractériser autrement des intermédiaires de repliement, y compris au cours de la formation de fibres amyloïdes. Notons encore que depuis peu, Sheena Radford s’intéresse aussi au repliement de protéines membranaires. Dans le cadre de ses travaux, elle a recours notamment à la cryomicroscopie électronique, grâce à l’équipement de pointe qui est disponible à l’Astbury Centre et pour lequel elle a largement contribué à l’obtention d’un financement.

Tout au long de sa remarquable carrière, Sheena Radford a eu le souci de privilégier une approche pluridisciplinaire pour comprendre les propriétés des protéines. Son laboratoire a utilisé et développé de nombreuses techniques telles que celles citées ci-dessus et elle est ainsi devenue au fil des années une des scientifiques les plus respectées de notre temps. Ses recherches ont très largement contribué à une meilleure compréhension des mécanismes mis en œuvre lors du repliement et de l’autoassemblage des protéines. Ses travaux lui ont valu d’être élue membre de la Société Royale (FRS) en 2014.

Sheena Radford a publié plus de 290 articles scientifiques dans des revues de renom, dont une vingtaine dans Nature, Nature Structural (and Molecular) Biology, Nature Chemical Biology et Nature Chemistry, trois dans Cell et une dans Science. Sheena Radford a été honorée par un nombre important de prix internationaux, tels que The Biochemical Society - Colworth Medal (1996), The Royal Society of Chemistry Astra-Zeneca prize : Proteins and Peptides (2005), Hites Award, American Society for Mass Spectrometry (conjointement avec le Professeur Alison Ashcroft, 2009), The Protein Society – Carl Branden award (2013), The Rita and John Cornforth Award of the Royal Society of Chemistry (conjointement avec le Professeur Alison Ashcroft, 2015), The Election to the 2018 Fellow of the Biophysical Society for ‘Leadership in protein biophysics’ (2017), The Election to Honorary Fellowship of St John’s College, Cambridge (2019).

Sheena Radford a été invitée à de nombreuses reprises à exposer ses recherches au cours de conférences lors de congrès internationaux ou à l’occasion de visites institutionnelles. Parmi celles-ci, retenons en particulier la Prize Lecture : Colworth Medal London, UK (1996), la Plenary Lecture : British & French Electrophoresis Society Lecture, Paris, France (1999), la Plenary Lecture : 2nd IMB Symposium, Jena, Germany (2003), Plenary Lecture : Macromolecular Dynamics and Interactions, Melbourne, Australia (2005), la The Wills Lecture : Queen Mary College, London, UK (2007), la Plenary Lecture : Protein Misfolding & Neurological Disorders, Dunk Island, Australia (2007), la Dean’s Lecture : Ben Gurion University, Israël (2010), la Plenary Lecture : Jacques Monod Conference, Protein Misfolding & Aggregation, France (2010), la Plenary Lecture : ComBio Conference, Canberra, Australia (2011), l’Award Lecture : Carl Branden Award, Protein Society, Boston, USA (2013), l’Albright Lecture, Philadelphia, USA (2013), la Welch Foundation Lecture : Large Problems in Life Chemistry, Texas (2013), la Plenary Lecture : Biophysics Society Annual Symposium in Taiwan (2014), la Keynote Lecture : FASEB Folding in the Cell, Vermont (2016), la Keynote Lecture : FASEB Protein Aggregation in Health & Disease, Montana (2017), la Keynote speaker : British Biophysical Society IUPAB congress Edinburgh (2017), la BPE/FEMS conference on ‘Bacterial protein secretion’, Leuven, Belgium (2018), la FASEB Summer Research Conference on Protein Aggregation, Colorado (2019) et la GRC on Membrane Protein Folding Easton, Massachusetts (2019).