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Doctorant.e en biochimie des protéines membranaires (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 6 octobre 2021

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Informations générales

Référence : UMR7099-MANZOO-001
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mercredi 15 septembre 2021
Nom du responsable scientifique : Zoonens
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 novembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les protéines membranaires (PMs) sont des objets de recherche difficiles à étudier en raison de nombreuses difficultés affectant toutes les étapes de préparation des échantillons. Notamment, l'extraction des PMs de leur environnement lipidique natif à l'aide de détergents est une étape critique, car les interactions protéine-lipide de faible affinité peuvent être perdues, entraînant potentiellement un biais dans l'interprétation des données. Un défis de la prochaine décennie est d'étudier les PMs en présence des lipides endogènes qui les entourent [1]. Une des thématiques menées dans le laboratoire de biologie physico-chimique des protéines membranaires (IBPC, Paris) est le développement de polymères amphiphiles, appelés amphipols, permettant de diversifier la boîte à outils disponible pour solubiliser et stabiliser les PMs [2].
Dans le cadre d'un projet ANR, en collaboration avec le laboratoire des récepteurs canaux (Institut Pasteur, Paris) et le laboratoire de spectrométrie de masse bioorganique (IPHC, Strasbourg), nous voulons tester le bénéfice des amphipols à préserver les interactions protéine-lipide en utilisant comme PMs modèles plusieurs membres de la superfamille des canaux ioniques pentamériques (pLGICs), impliqués dans la communication neuronales et connus pour être sensibles aux interactions lipidiques. Des travaux antérieurs sur le récepteur nicotinique de l'acétylcholine (nAChR) de Torpedo marmorata reconstitué en liposomes [3] et sur l'homologue bactérien ELIC [4] ont montré que le cholestérol et les lipides anioniques sont nécessaires à l'activation des canaux, mais la nature exacte et la contribution des lipides endogènes sur l'activité d'autres récepteurs de cette superfamille restent à être caractérisées.
Au cours de cette thèse, nous prévoyons de tester une librairie de polymères amphiphiles pour solubiliser une série de préparations de membranes ou lignées cellulaires exprimant les pLGICs (E. coli, cellules HEK 293 et cellules S2 d'insectes). Les polymères les plus prometteurs seront utilisés pour purifier par chromatographie d'affinité les protéines d'intérêt et les lipides co-purifiés seront extraits et analysés par spectrométrie de masse. L'état natif, c'est-à-dire la stœchiométrie pentamérique des récepteurs, et l'homogénéité des échantillons seront caractérisés par différentes approches (chromatographie d'exclusion de taille, microscopie électronique à coloration négative et photométrie de masse). Pour évaluer l'impact des conditions d'extraction sur la stabilité des protéines, nous évaluerons également la stabilité thermique des échantillons. Enfin, pour valider l'état actif, nous utiliserons un test fonctionnel utilisant le bromure d'éthidium, qui se lie spécifiquement à l'intérieur du canal ouvert du nAChR de Torpedo [5]. La comparaison des données dans la membrane intacte, en détergent ou en amphipols nous permettra d'évaluer si les transitions allostériques sont préservées, et si des états allostériques particuliers sont thermodynamiquement favorisés.
References :
1. Ratkeviciute G, Cooper BF, Knowles TJ: Methods for the solubilisation of membrane proteins: the micelle-aneous world of membrane protein solubilisation. Biochemical Society Transactions 2021, 49:1763–1777.
2. Marconnet A, Michon B, Le Bon C, Giusti F, Tribet C, Zoonens M: Solubilization and Stabilization of Membrane Proteins by Cycloalkane-Modified Amphiphilic Polymers. Biomacromolecules 2020, 21:3459–3467.
3. daCosta CJB, Medaglia SA, Lavigne N, Wang S, Carswell CL, Baenziger JE: Anionic lipids allosterically modulate multiple nicotinic acetylcholine receptor conformational equilibria. J Biol Chem 2009, 284:33841–33849.
4. Tong A, Petroff JT, Hsu F-F, Schmidpeter PA, Nimigean CM, Sharp L, Brannigan G, Cheng WW: Direct binding of phosphatidylglycerol at specific sites modulates desensitization of a ligand-gated ion channel. Elife 2019, 8.
5. Sun J, Comeau JF, Baenziger JE: Probing the structure of the uncoupled nicotinic acetylcholine receptor. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 2017, 1859:146–154.

Contexte de travail

Le laboratoire de Biologie Physico-Chimique des Protéines Membranaires se situe dans le 5ème arrondissement de Paris (http://umr7099.ibpc.fr/). Il regroupe des biologistes, physiciens et chimistes qui s'intéressent à la structure, la dynamique structurale et la physico-chimie des protéines membranaires, soit dans des systèmes mimétiques de la membrane (liposomes ou nanodisques), soit dans des solutions détergentes classiques ou des tensioactifs alternatifs tels que les amphipols.
Actuellement, les effectifs sont de 19 permanents, 3 CDD et 4 étudiant.e.s en thèse.

Contraintes et risques

Le projet de thèse se fera en étroite collaboration avec le laboratoire des récepteurs canaux situé à l'Institut Pasteur (https://research.pasteur.fr/fr/team/channel-receptors/). Des déplacements entre les deux laboratoires pour réaliser les expériences seront nécessaires.
En terme de risque, un test fonctionnel utilisant un ligand radiomarqué est envisagé, mais toutes les conditions de sécurité seront appliquées.

Informations complémentaires

Pour candidater, merci de fournir un CV, une lettre de motivation et idéalement une lettre de recommandation
Toute candidature avec un niveau d'études supérieur à un doctorat ne pourra être acceptée.

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