La principale thématique de recherche de l’équipe de spectrométrie de masse s’inscrit dans le domaine de la chimie structurale en phase gazeuse de composés naturels avec une perspective triple : aspects fondamentaux, méthodologie et applications. Il s’agit de proposer de nouveaux outils en chimie analytique et bio-informatique, en fortes interactions avec des spécialistes académiques et industriels en biologie, médecine, ou environnement pour une meilleure compréhension du vivant et des processus fondamentaux en MS.

Moyens mis en œuvre :

  • MALDI-TOF/TOF UltrafleXtreme (Bruker Daltonique)
  • Chaîne de chromatographie liquide (LC) 1260Prime – Q-ToF 6540 (Agilent Technologies)
  • Chaîne de chromatographie en phase supercritique (SFC) 1260SFC – Q-TOF 6546 (Agilent Technologies)

Personnels impliqués :

Nicolas Elie est ingénieur d’étude au CNRS.

Vincent Guérineau est ingénieur de recherche au CNRS.

Salomé Poyer est chargée de recherche au CNRS (CRCN). Ses travaux portent sur le développement de méthodes permettant de caractériser les structures isomériques des lipides par spectrométrie de masse. Comme la plupart des caractéristiques isomériques structurelles sont accessibles par des clivages de liaisons C-C, ses intérêts de recherche portent sur la réactivité en phase gazeuse avec les métaux de transition et les techniques d’activation alternatives pour générer des dissociations radicalaires. Elle développe également des méthodes utilisant la spectrométrie de mobilité ionique pour résoudre les barrières isomériques spatiales.

Caractérisation structurale

Produits naturels

  • Réactivité en phase gazeuse : La caractérisation structurale en MS est souvent limitée par l’énergie des liaisons que comportent les différentes molécules à analyser. Pour améliorer la spécificité des spectres de dissociation des produits naturels, notre équipe travaille sur l’adduction avec différents métaux pour induire une nouvelle réactivité. Des expériences de spectroscopie en phase gaz, et de spectrométrie de mobilité ionique peuvent également être nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes mis en jeux au cours de ces nouvelles voies de fragmentation. Cette alternative présente l’avantage d’être implémentable à d’autres instruments puisque les interactions non-covalentes nécessaires à sa mise en place peuvent-être produites au niveau de la source d’ionisation du spectromètre de masse. Les spectres de fragmentation spécifiques obtenus après couplages chromatographiques permettent une annotation plus poussée des différentes espèces présentes dans des extraits de produits naturels.

    Poyer, S.; Laboureur, L.; Hebra, T.; Elie, N.; Rest, G.; Salpin, J.-Y.; Champy, P.; Touboul, D.. Dereplication of Acetogenins from Annona Muricata by Combining Tandem Mass Spectrometry After Lithium and Copper Postcolumn Cationization and Molecular Networks. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2022, 33 (4), 627–634. doi:10.1021/jasms.1c00303

  • Réseaux moléculaires : Les techniques modernes d’acquisition de données en spectrométrie de masse MS/MS (DDA et DIA) ont conduit à la difficulté croissante de traiter ces données de manière non automatisé. Dans ce contexte, notre équipe développe de nouveaux outils basés sur les réseaux moléculaires. L’approche classique décrite sur la plateforme historique GNPS a été améliorée par l’utilisation de l’algorithme t-SNE (t-distributed stochastic neighbor embedding) pour l’organisation du jeu de données. Pour obtenir des informations complémentaires, merci de vous diriger vers le site dédié : https://metgem.github.io/

    Olivon, F.; Elie, N.; Grelier, G.; Roussi, F.; Litaudon, M.; Touboul, D.. Metgem Software for the Generation of Molecular Networks Based on t-SNE Algorithm. Analytical Chemistry 2018. doi:10.1021/acs.analchem.8b03099

Épigénétique

De par sa sensibilité et sa spécificité, la spectrométrie de masse est un outil particulièrement efficace pour identifier, détecter et quantifier les modifications chimiques de l’ADN et l’ARN. Dans ce contexte, nous avons développé des approches basées sur la purification d’oligonucléotides par nos collaborateurs biologiques suivies d’analyses par spectrométrie de masse MALDI-TOF/TOF. Ainsi nous sommes en mesure d’effectuer la mesure de masse exacte d’oligonucléotides modifiés ou non et de déterminer la position de ces modifications après digestion enzymatique partielle. Des études de cinétique de méthylation d’ARN ont été entreprises et permettent de mieux comprendre les processus de régulation de ces modifications. Finalement, nous avons mis en place un workflow permettant la quantification absolue de nucléosides canoniques ou modifiés à partir d’extraits d’ARN ou ADN.

Spectres MALDI-MS/MS d’oligonucléotides méthylés. Guelorget A, Roovers M, Guérineau V, Barbey C, Li X, Golinelli-Pimpaneau B. Nucleic Acids Res. 2010; 38(18):6206-18.