Description du sujet de thèse

Etude du complexe Miro/Trak responsable du transport mitochondrial

Les mitochondries sont des organites extrêmement dynamiques qui fusionnent, se divisent et se déplacent constamment. Les mouvements des mitochondries sont bidirectionnels, soit antérogrades en suivant la polarité des microtubules du noyau vers la membrane plasmique, soit rétrogrades de l'extrémité de la cellule vers le centre. La compréhension de ce mécanisme est particulièrement importante dans les neurones, cellules hautement spécialisées dont l'architecture complexe peut s'étendre sur plusieurs micromètres et jusqu'à un mètre pour les neurones moteurs. En effet, le positionnement et la fonction des mitochondries sont essentiels pour maintenir le bon fonctionnement des neurones. De plus, les principales maladies neurodégénératives telles que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson ont été liées à un dysfonctionnement ou à une mauvaise localisation des mitochondries. Il est donc fondamental de comprendre comment les mitochondries sont positionnées dans l'espace pour élucider la physiopathologie des maladies neurodégénératives.
C’est plus précisément à la relation entre le cytosquelette de microtubules ou de l'actine et le complexe MIRO/TRAK présent à la surface des mitochondries et responsable de leur mouvement que l’équipe s’intéresse. En particulier, nous nous s’intéressons à la régulation de ce transport par le complexe MIRO/TRAK et souhaitons déchiffrer les mécanismes mis en place par la cellule pour déterminer quand, comment et où les mitochondries doivent être transportées.

Pour mener à bien ce projet, nous recherchons un étudiant qui participera à l’étude structurelle et fonctionnelle du complexe MIRO/TRAK. L’étudiant utilisera différentes approches méthodologiques innovantes afin de caractériser ces protéines et leur régulation lors du transport mitochondrial. La caractérisation structurelle du complexe MIRO/TRAK nécessitera l’utilisation d’approches de biochimie, biophysique ainsi que leur analyse par cryo-microscopie électronique. L’étude de la régulation de ces protéines passera par la reconstitution in vitro du transport mitochondrial via des approches de biologie cellulaire et de biochimie. Cette étude sera couplée à la cryo-microscopie électronique et en particulier à la cryo-tomographie pour élucider les réarrangements conformationnels requis pour le transport des mitochondries.
Ce projet nous permettra de comprendre les mécanismes régissant l'organisation et la régulation de la motilité des mitochondries dans les cellules neuronales et de déchiffrer les mécanismes liés aux maladies neurodégénératives.

Contexte de travail

La personne recrutée travaillera dans le groupe « MiKiCa» qui fait partie du département de Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC). L’équipe est composée de 5 chercheurs/chercheuses, de trois ingénieures et une étudiante en thèse.

L'Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) est une très grande unité mixte de recherche CNRS, CEA et Université Paris Saclay, situé sur le campus de recherche de Gif-sur-Yvette. L'unité a un effectif moyen de près de 650 personnes réparties entre 5 départements scientifiques, 60 équipes de recherche, 16 plateformes technologiques de haut niveau et 11 services supports et soutiens.