Dr. Danielle Carrier
Associate Professor
Degree:
B.Sc., M.Sc. and Ph.D. (Laval)
Contact info:
Roger Guindon Hall, Rm. 4214
Phone: 562-5800 x 8215
Email: carrier@uottawa.ca
Interets de recherche
Les lipides membranaires interviennent dans maintes fonctions cellulaires capitales, e.g. reconnaissance cellulaire, adhésion et transduction de signal. La compréhension des mécanismes moléculaires gouvernant ces fonctions exige une connaissance approfondie de la dynamique structurale des lipides. Nous étudions donc les interactions et les propriétés structurales de phospholipides et glycolipides spécifiques afin d'élucider leur rôle dans les fonctions membranaires et le développement de certaines pathologies. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) sous haute pression nous a déjà révélé des propriétés fascinantes du phosphtidylinositol. En plus de son rôle dans plusieurs processus cellulaires normaux, ce lipide permet la fixation des antibiotiques aminosidiques aux membranes de bordure en brosse rénales. Ceci déclenche une cascade d'événements induisant leur néphrotoxicité, problème critique à cause de sa fréquence clinique élevée. Ces drogues inhibent les phospholipases et induisent une accumulation de phospholipides non dégradés dans les lysosomes rénaux. Nous avons démontré une relation entre la structure moléculaire de différents aminosides et leur effet sur la cinétique de phospholipases A2 sécrétées. Nous étudions par ailleurs le comportement thermotropique et barotropique du glycolipide anionique GM1, qui agit comme récepteur pour la toxine du choléra et lie aussi la glycoprotéine CD4 (récepteur du virus de l'immunodéficience acquise humaine). Dans les deux cas, l'interaction amène une internalisation et implique donc des perturbations membranaires majeures. Ces résultats nous aideront à comprendre les effets modulatoires des gangliosides sur la structure membranaire, un paramètre important dans leur emploi thérapeutique pour le traitement de certains désordres mentaux, cancers et problèmes du système immunitaire.
Research Interests:
Membrane lipids are involved in numerous capital cell functions, e.g. cell recognition, adhesion and signal transduction. The scarcity of structural data, especially about glycolipids, severely restrains our comprehension of the molecular mechanisms governing these functions. Our aim is to study the conformation, dynamics and interactions of specific glycolipids and phospholipids in order to elucidate their roles in membrane functions and in the development of specific pathologies. Our Fourier transform infrared spectroscopic (FTIR) study of phosphatidylinositol under high pressure has enlightened some peculiar properties of this lipid. Besides its implication in numerous normal cellular processes, it is responsible for the binding of aminoglycoside antibiotics to renal brush border membranes. This initiates the cascade of events causing their nephrotoxicity, a critical problem due to its elevated clinical frequency. These drugs inhibit phospholipases and cause an accumulation of non degraded phospholipids in renal lysosomes. Our recent FTIR investigation has revealed major differences in the way selected aminoglycosides affect the hydrolysis profile of a secreted phospholipase A2 and these nicely correlate with their molecular structures. We also investigate the barotropic and thermotropic behavior of GM1, an anionic glyco lipid that is very abundant in nervous tissues and intest inal epithelium where it is used as a receptor by cholera toxin. GM1 also binds to the glycoprotein CD4, known as the receptor for human immunodeficiency virus (HIV). In both cases, the inter action is followed by an internalization and therefore involves major physical perturbations of the membrane. This will help to understand the modulatory effects of gangliosides on membrane structure, a significant parameter in their therapeutic use for the treatment of some mental disorders, certain types of cancer and problems with the immune system.