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étude biochimique et structurale de toxines bactériennes activées par l'actine (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR9198-LOUREN-001
Lieu de travail : GIF SUR YVETTE
Date de publication : jeudi 10 janvier 2019
Nom du responsable scientifique : Louis RENAULT
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 avril 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 1 768,55 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Etudes biochimique et structurale des spécificités fonctionnelles d'une nouvelle famille de toxines bactériennes à activité nucléotidyl cyclase activées par l'actine dans les cellules hôtes.

Résumé :

De nombreux microorganismes pathogènes manipulent à l'intérieur des cellules eucaryotes infectées les voies de signalisation dépendantes du messager secondaire AMP cyclique pour favoriser leur survie et leur prolifération chez l'hôte. Le projet doctoral vise à caractériser au niveau moléculaire une sous-famille atypique de facteurs de virulence bactériens à activité nucléotidylcyclase (NC), c'est-à-dire catalysant la synthèse d'un ou plusieurs nucleotides monophosphates cycliques, et appelés toxines NC de type ExoY.

L'Exoenzyme Y (ExoY) a d'abord été identifié comme une toxine sécrétée par le système de sécrétion de type 3 (T3SS) de Pseudomonas aeruginosa, un pathogène opportuniste responsable d'infections nosocomiales. P. aeruginosa (P. a.) est aussi responsable d'infections respiratoires chroniques sévères chez les patients atteints de mucoviscidose. ExoY est présent dans 90 à 98 % des isolats cliniques de P. a., ce qui suggère un rôle important dans la pathogénicité de ces isolats. Plus récemment, des modules enzymatiques ou protéines effectrices apparentés à ExoY (35 à 95% de similarité de séquence) ont également été identifiés dans des toxines produites par diverses protéobactéries à Gram-négatif dont certaines sont des agents pathogènes émergents dans le règne animal [1, 2]. Le rôle et les spécificités fonctionnelles de ces modules effecteurs de type ExoY restent très largement à déterminer. Certains se sont révélés essentiels pour la virulence bactérienne [1].

Nous avons récemment montré que les toxines NC de type ExoY sont fortement activées dans la cellule hôte en interagissant avec un cofacteur eucaryote atypique qui est l'actine [2]. Pourtant, nos résultats préliminaires suggèrent que ces toxines peuvent présenter différents mécanismes d'activation (avec l'actine) et sélectivités de substrats [3, 4]. De plus, comme le cytosquelette d'actine est manipulés par de nombreux agents pathogènes, il est aussi essentiel de bien comprendre l'impact de ces toxines NC sur la dynamique de ce cytosquelette lors de leur interaction et activation par l'actine.

Notre objectif est donc ici de caractériser, au niveau moléculaire et structural et en collaboration dans des modèles d'infection cellulaires pertinents, les spécificités fonctionnelles, le rôle précis et les mécanismes de virulence de cette nouvelle classe de toxines NC activées par l'actine. Pour déchiffrer leurs relations structure-fonction, nous analyserons plusieurs membres représentatifs de cette sous-famille de toxines NC activées par l'actine. Nos principaux objectifs sont de caractériser in vitro et dans les cellules leurs spécificités fonctionnelles et leur impact sur la dynamique d'auto-assemblage de l'actine. Nous étudierons les bases structurales de leurs mécanismes d'activation et de leurs spécificités enzymatiques, chercherons à identifier des inhibiteurs de l'activité nucléotidyl cyclase. A plus long terme, nous pourrons aussi analyser l'interaction entre les facteurs de virulence de type ExoY et d'autres facteurs bactériens de virulence qui manipulent directement le cytosquelette d'actine.


REFERENCES :

[1] Ziolo, K. J., et al. (2014) Vibrio vulnificus biotype 3 multifunctional autoprocessing RTX toxin is an adenylate cyclase toxin essential for virulence in mice. Infect Immun 82, 2148-57. doi: 10.1128/IAI.00017-14.

[2] Belyy A, et al. (2016) Actin activates Pseudomonas aeruginosa ExoY nucleotidyl cyclase toxin and ExoY-like effector domains from MARTX toxins. Nature Communications 2016 Dec 5; 7:13582. doi: 10.1038/ncomms13582. (Team publication on the research project)

[3] Raoux-Barbot D, et al. (2018) Differential regulation of actin-activated nucleotidyl cyclase virulence factors by filamentous and globular actin. PLoS One. 13(11):e0206133. doi: 10.1371/journal.pone.0206133. (Team publication on the research project)

[4] Belyy A, et al. (2018) The extreme C terminus of the Pseudomonas aeruginosa effector ExoY is crucial for binding to its eukaryotic activator, F-actin. J. Biol Chem. 293(51):19785-19796. doi: 10.1074/jbc.RA118.003784. (Team publication on the research project)

Contexte de travail

Le travail s'effectuera à l'Institut de Biologie Intgrative de la Cellule (I2BC),UMR9198, CEA, CNRS, University Paris-Sud, Univ. Paris-Saclay, a Gif-sur-Yvette, France. Le laboratoire est à 45 min de Paris (au sud-ouest) par RER B.

L'équipe est actuellement constituée de 4 chercheurs (CNRS, INSERM, CEA) et 2 doctorants.
site de l'equipe :
https://www.i2bc.paris-saclay.fr/spip.php?article958

Contraintes et risques

aucune

Informations complémentaires

déposer sa candidature via le site emploi.cnrs.fr

Critères pour candidater :

master en biochimie, biologie-structurale, biophysique, biologie, ou microbiologie avec d'excellents résultats scolaires. Vous devez également avoir d'excellentes capacités de collaboration et un intérêt marqué pour l'étude des relations structure-fonction des protéines.

Toutes expériences supplémentaires de recherche dans des domaines pertinents pour le projet de recherche sera un avantage. Cela peut être de l'expérience pratique dans l'analyse bioinformatique, les méthodes biochimiques, biophysiques, de biologie moléculaire, structurale ou cellulaire.. Cette expérience supplémentaire doit être démontrée et incluse dans votre demande.

Les noms et coordonnées d'au moins deux scientifiques qui ont proposé de vous servir de références doivent également être indiqués, avec une indication claire de leur adresse et relation avec vous.

Main technical approaches:

- Bioinformatic and structural analysis
- Expression and purification of recombinant proteins, protein labeling for biophysical studies
- Functionnal biochemical and biophysical analyses (kinetics of actin polymerization, functional assays in actin self-assembly, affinity measurements, hydrodynamic characterizations and modeling, single actin filament dynamics observed by epifluorescence TIRF microscopy, ...)
- Protein crystallization, structural determination and analysis by X-ray crystallography and maybe small angle X-ray scattering (SAXS) in solution
- Possible participation in cell biology studies and the search for inhibitors of ExoY-like toxins in high-thoughput screenings through collaborations

Mots clés / Keywords :

Science de la vie, biochimie, biologie structurale, interactions hôte-pathogène, toxines bactériennes, cytosquelette d'actine, mécanismes enzymatiques, relation structure-fonction

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