Julia Chamot-Rooke
Titre de la présentation : Combining Chemical Biology and Mass Spectrometry to Decipher Bacterial Virulence
Biographie : Julia Chamot-Rooke est chimiste analytique de formation et Directrice de recherche au CNRS (DR1). Depuis 2012, elle dirige le laboratoire Spectrométrie de Masse pour la Biologie (MSBio) à l’Institut Pasteur, à Paris. Elle a précédemment exercé au Département de chimie du Centre de recherche de l’École Polytechnique. Au sein de l’Institut Pasteur, son laboratoire mène des activités de recherche et de service en protéomique.
Ses travaux de recherche portent sur le développement de méthodes analytiques innovantes en protéomique dite top-down ainsi qu’en protéomique structurale (notamment via la spectrométrie de masse de réticulation, ou cross-linking MS), avec une attention particulière portée aux applications dans le domaine des maladies infectieuses.
Julia Chamot-Rooke a été présidente de la Société Française de Spectrométrie de Masse. Elle a représenté la France au sein de l’International Mass Spectrometry Foundation (IMSF) de 2014 à 2017, et siège depuis 2017 au comité exécutif de cette organisation en tant que représentante de la Région A (Europe/Afrique). Elle est également membre fondatrice et membre du comité exécutif du Consortium International pour la Protéomique Top-Down (CTDP).
En 2019, elle a co-organisé, en collaboration avec le CTDP, le tout premier symposium européen dédié à la protéomique top-down, qui s’est tenu à l’Institut Pasteur et a rencontré un franc succès.
Elle est partenaire de trois projets européens majeurs (EPIC-XS, TopSpec et ToxDetect), et coordonne également plusieurs projets multidisciplinaires financés par l’Agence Nationale de la Recherche (PathoTOP, T4PNanoAction) ainsi que par la Fondation pour la Recherche Médicale (PROTEO-SARS-CoV-2).
Abstract : In recent years, cross-linking mass spectrometry (XL-MS) has evolved from a technique mainly applied to purified proteins into a robust approach for large-scale studies of protein–protein interactions in complex samples, including whole bacterial cells. XL-MS enables the unbiased identification of interaction partners by circumventing purification steps that may disrupt transient or dynamic associations.
However, a persistent technical challenge is the inherently low abundance of cross-linked peptides after trypsin digestion, which necessitates enrichment prior to MS analysis. To this aim, our lab introduced a few years ago a novel bio-orthogonal enrichable cross-linker called NNP91. Building on this new reagent, we developed an in vivo XL-MS strategy to study bacterial protein-protein interactions with a focus on virulence systems. We used Neisseria meningitidis, a gram-negative bacterium which strictly infects humans, as our model organism2. Specifically, we were interested in gaining information on its type IV piliation (T4P) machinery, which is a large and highly dynamic complex spanning both the inner and outer membrane. Despite improvements in cross-linker chemistry and methodology, our results remained strongly biased toward abundant cytosolic proteins, limiting the coverage of membrane-associated pilus components. To overcome this, we developed a membrane enrichment protocol prior to XL-MS, which significantly increased the relative abundance and coverage of membrane complexes such as the T4P machinery, highlighting protein-protein interactions that were previously hidden.
We also introduced a simple approach using iBAQ protein abundance measurements to define a practical threshold for XL-MS success3. Our results, supported by comparison to published large-scale datasets, indicate that proteins of interest should be within the top 20% abundance range to expect robust detection of cross-links. This simple guideline now offers a predictive tool for researchers, helping to ensure that XL-MS experiments are optimally designed to capture even low-abundance but functionally crucial protein assemblies.
Références :
- M. Rey et al. Anal. Chem. 2018, 90 (18), 10707.
- M. Rey et al. Anal. Chem. 2021, 93 (9), 4166.
- L. Nouchikian et al. Anal. Chem. 2024, 96 (6), 2506