Thèses

Etude des facteurs et mécanismes d’adaptation de Brucella Spp. à leur environnement intracellulaire

contact : alessandra.occhialini[at]irim.cnrs.fr

Brucella est l'agent causal de la brucellose, une zoonose mondialement répandue. Ces coccobacilles intracellulaires facultatifs sont transmis à l'homme par ingestion de produits laitiers à base de lait cru, par contact et inhalation de bactéries en aérosol.

Les 12 espèces qui composent ce genre sont génétiquement très proches mais elles ont une forte préférence d’hôte. Durant les dernières années, des nouvelles souches et espèces ont été isolées d’animaux sauvages (campagnol, divers rongeurs, sanglier, grenouilles…). Comparées aux espèces classiques de Brucella (Brucella abortus, Brucella melitensis, Brucella suis) qui sont pathogènes pour l’homme et les animaux d’élevage, ces nouvelles souches manifestent des caractéristiques atypiques : elles ont une vitesse de croissance in vitro et in cellulo et une résistance aux conditions acides extrêmes et moyennes accrues. Ce projet de thèse portera sur l’étude des facteurs et mécanismes d’adaptation de Brucella au pH acide moyen en relation avec la capacité de survie dans la vacuole macrophagique. Des analyses génétiques et physiologiques seront réalisées à partir d’une liste de gènes candidats identifiés par une analyse de données RNA seq impliquant 2 espèces de Brucella (B. suis et B. microti) et deux conditions de pH (4.5 et 7). L'ensemble de ces travaux permettra une meilleure compréhension de la virulence et de la spécificité d’hôte de ces espèces.

1.    Al Dahouk S, Köhler S, Occhialini A, Jiménez de Bagüés MP, Hammerl JA, Eisenberg T, Vergnaud J, Cloeckaert A, Zygmunt MS, Whatmore AM, Melzer F, Drees KP, Foster JT, Wattam AR, Scholz HC. 2017. Brucella spp. of amphibians comprise genomically diverse motile strains competent for replication in macrophages and survival in mammalian hosts. Scientific Reports (Sci Rep UK), 7: 44420.
2.    Freddi L, Damiano MA, Chaloin L, Pennacchietti E, Al Dahouk S, Köhler S, De Biase D, Occhialini A. 2017. The glutaminase-dependent system confers extreme acid resistance to new species and atypical strains of Brucella. Front Microbiol, 8: 2236.
3.    Damiano MA, Bastianelli D, Al Dahouk S, Köhler S, Cloeckaert A, De Biase D, Occhialini A. 2015. Glutamate decarboxylase-dependent acid resistance in Brucella spp.: distribution and contribution to fitness under extremely acidic conditions. Appl Environ Microbiol. 81(2):578-86.
4.    Occhialini A, Jiménez de Bagüés MP, Saadeh B, Bastianelli D, Hanna N, De Biase D, Köhler S. 2012. The glutamic acid decarboxylase system of the new species B. microti contributes to its acid resistance and to oral infection of mice. J. Infect. Dis. 206:1424-32.
5.     Jiménez de Bagüés MP, Ouahrani-Bettache S, Quintana JF, Mitjana O, Hanna N, Bessoles S, Sanchez S, Scholz HC, Lafont V, Köhler S, Occhialini A. 2010. The new species B. microti replicates in macrophages and causes death in murine models of infection. J. Infect. Dis. 202(1):3-10.

 

Rôle de la protéine RbpA de M. tuberculosis dans la régulation des gènes et de la résistance aux antibiotiques

Contact : konstantin.brodolin[at]irim.cnrs.fr

Mycobacterium tuberculosis est un agent pathogène humain qui a infecté un tiers de la population mondiale et continue de tuer ~ 1,5 million de personnes chaque année. La propagation des formes multi-résistantes de la tuberculose (TB-MR) est devenue une menace pour la santé publique dans le monde entier. La majorité des mécanismes de résistance est liée à la régulation de l'activité de l'ARN polymérase bactérienne (l'ARNP), l'enzyme centrale de la transcription. L’ARNP est la cible de la rifampicine, antibiotique anti-tuberculeux de première ligne. RbpA est une activateur transcriptionnel impliquée dans la tolérance au rifampicine chez Mycobacterium. Les résultats obtenue par notre équipe ont indiqué que l'activation de gènes contrôlés par RbpA pourrait jouer un rôle central dans la pathogénèse et la virulence de la tuberculose. Le mécanisme moléculaire de cette activation est inconnu. Les objectifs de ce projet sont: (1) explorer le mécanisme moléculaire d'action de la RbpA, (2) son rôle dans la régulation de l'expression des gènes et (3) la sensibilité de l'ARNP aux antibiotiques. Les travaux comprendront la cartographie à l'échelle génomique des gènes contrôlés par RbpA (RNA-seq et ChIP-seq) et l'analyse structurale et fonctionnelle de l'ARNP de M. tuberculosis. Nous étudierons également l'effet de RbpA sur la tolérance à la rifampicine et ses analogues.

 

Optimisation d'inhibiteurs allostériques des 5'-nucléotidases pour rétablir la réponse immunitaire anticancéreuse

Contact : laurent.chaloin[at]irim.cnrs.fr

Notre projet de recherche vise à optimiser des inhibiteurs allostériques des 5'-nucléotidases cN-II et CD73, enzymes impliquées dans le métabolisme nucléotidique. De nombreux travaux en cancérologie ont démontré leur implication dans la progression tumorale ou la résistance aux traitements. En effet, cN-II réduit le niveau de phosphorylation et donc l'activité pharmacologique des analogues de nucléosides cytotoxiques utilisés comme anticancéreux. CD73, en dé-phosphorylant l’AMP en adénosine induit une forte immunosuppression et protège ainsi les cellules cancéreuses de la réponse immune antitumorale. Ces deux enzymes sont désormais des cibles validées en oncologie. En effet, des clones de leucémie aigue lymphoblastique (LAL) résistants au traitement possèdent une activité cN-II élevée et l’inhibition de cN-II restaure la sensibilité à ces médicaments. Par ailleurs, la surexpression de CD73 dans de nombreuses tumeurs solides dont les cancers du sein et les cancers ovariens est associée à une croissance tumorale accélérée et à la génération de métastases. Notre projet a pour objectifs i) d’optimiser des inhibiteurs déjà identifiés pour cN-II et ii) de développer des inhibiteurs de CD73 en utilisant une approche originale via l’élaboration d'inhibiteurs allostériques. Ces modulateurs allostériques bloquent l’enzyme dans une conformation inactive indépendamment de la présence du ligand naturel avec une meilleure sélectivité limitant ainsi les effets « off-target » d’un futur médicament. L’efficacité des inhibiteurs sera évaluée sur les protéines recombinantes et sur modèles cellulaires exprimant cN-II ou CD73 pour guider leur optimisation chimique. Leur impact sera ensuite mesuré sur cellules tumorales et sur cellules du système immunitaire.

 

Contribution des RNA helicases cellulaires dans la réplication du virus Chikungunya

Contact : laurence.briant[at]irim.cnrs.fr

Les RNA hélicases sont des enzymes cellulaires impliquées dans le déroulement des doubles brins d'ADN ou d'ARN, dont la fonction est de rendre les acides nucléiques accessibles aux protéines cellulaires responsables de la traduction, de la transcription ou de la réorganisation de l’information génétique.
la RNA helicase A (RHA) est décrite comme une hélicase cellulaire capable d’interférer avec la réplication des virus à ARN appartenant à différentes familles. Cette enzyme est capable de moduler la réplication virale en interagissant directement avec les génomes viraux néosynthetisés, les rendant disponibles pour la traduction ou l’encapsidation, ou encore en signalant les intermédiaires de la réplication virale à la réponse innée à l'infection.
Notre programme vise à explorer le rôle de la RHA lors de la réplication du virus du chikungunya (CHIKV), un arbovirus à fort impact sur la santé humaine, présent dans plus de 40 pays et dont le risque de dissémination vers les zones à climat tempéré est avéré. Nous venons de démontrer le rôle de la RHA dans la traduction des ARN viraux. Notre objectif consistera à préciser les mécanismes moléculaires mis en jeu, notamment le rôle de l’activité hélicase dans ces processus et à déterminer les bases moléculaires des interactions engagées entre la RHA d’une part et les ARN et les protéines du CHIKV d’autre part. Enfin, la RHA sera évaluée comme une cible potentielle de molécules antivirales. Ce travail bénéficiera d'un accès à des souches CHIKV infectieuses, aux installations BSL3 nécessaires à leur manipulation et des collaborations établies avec des spécialistes du développement de molécules antivirales.

1.    Fullam A, Schröder M. Biochim Biophys Acta. 2013 Aug;1829(8):854-65.
2.    Lee T, Pelletier J. Oncotarget. 2016 Jul 5;7(27):42716-42739.
3.    Fros JJ, Pijlman GP. Viruses. 2016 Jun 11;8(6).
4.    Manojlovic Z, Stefanovic B. RNA. 2012 Feb;18(2):321-34.
5.    Solignat M et al. Virology. 2009 Oct 25;393(2):183-97

 

Replication du virus Chikungunya et membranes cellulaires : caractérisation structurale et fonctionnelle des organelles de réplication et de leurs cofacteurs cellulaires

Contact : laurence.briant[at]irim.cnrs.fr

Le virus Chikungunya (CHIKV) est un alphavirus responsable d’épidémie explosive dans de multiples régions du monde. Il provoque chez l’homme un syndrome aigue qui évolue fréquemment vers des arthrites chroniques invalidantes. Il n’existe à l’heure actuelle aucun vaccin ni aucun moyen thérapeutique permettant de contrôler la réplication. La connaissance très limitée des mécanismes de réplication de ce virus constitue en effet un obstacle au développement de stratégies antivirales.
Comme de nombreux virus à ARN, le CHIKV usurpe les membranes cellulaires pour créer des organelles de réplication hébergeant la machinerie de réplication virale et ses cofacteurs cellulaires et limitant la détection des composants viraux par les acteurs de l’immunité innée. Ces compartiments constituent de fait des cibles thérapeutiques attractives. Notre projet se focalisera sur les mécanismes de réplication de ce pathogène à l’interface avec les membranes cellulaires avec pour objectif de caractériser d'un point de vue structural et fonctionnel les organelles hébergeant la réplication du CHIKV. Nos objectifs sont de (1) définir par des approches de cryomicroscopie électronique, l’organisation de ces compartiments de réplication formés par le CHIKV à la membrane plasmique et des complexes qu’ils hébergent; (2) de développer un crible génétique permettant d’identifier la machinerie cellulaire usurpée par ce virus afin de déformer les membranes cellulaires; (3) de définir les interactions protéine-protéine et protéine-ARN impliqués dans le recrutement de ces cofacteurs au sein des compartiments de réplication. Des collaborations sont établies avec l’équipe de P. Bron (CBS, Montpellier) et JL Battini (IGMM, Montpellier) pour la réalisation de ce programme. Les résultats produits serviront de base pour la conception rationnelle d’inhibiteurs avec des applications potentielles aux virus à ARN chez qui ces mécanismes sont conservés.

1.    Shulla A, Randall G. (+) RNA virus replication compartments: a safe home for (most) viral replication. Curr Opin Microbiol. 2016 Aug;32:82-8. doi: 10.1016/j.mib.2016.05.003. PMID: 27253151
2.    Harak C, Lohmann V. Ultrastructure of the replication sites of positive-strand RNA viruses. Virology. 2015 May;479-480:418-33. doi: 10.1016/j.virol.2015.02.029.PMID: 25746936
3.    Paul D, Bartenschlager R. Architecture and biogenesis of plus-strand RNA virus replication factories. World J Virol. 2013 May 12;2(2):32-48. doi: 10.5501/wjv.v2.i2.32. PMID: 24175228
4.    Burt FJ, Chen W, Miner JJ, Lenschow DJ, Merits A, Schnettler E, Kohl A, Rudd PA, Taylor A, Herrero LJ, Zaid A, Ng LF, Mahalingam S. Chikungunya virus: an update on the biology and pathogenesis of this emerging pathogen. Lancet Infect Dis. 2017 Jan 31. pii: S1473-3099(16)30385-1. doi: 10.1016/S1473-3099(16)30385-1. PMID: 281595


Comment le VIH-1 favorise la multiplication de bactéries ou parasites opportunistes

Contact : bruno.beaumelle[at]irim.cnrs.fr

La protéine Tat du VIH-1 est activement sécrétée par les cellules infectées [1]. Il en résulte une concentration sérique de l'ordre de la nM de Tat chez les patients infectés. La Tat circulante entre dans de nombreux type cellulaires par endocytose [2], puis traverse la membrane des endosomes pour atteindre le cytosol de ces cellules cibles [2, 3]. Tat se fixe alors sur le phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate (PIP2) et est palmitoylée, ce qui la rend résidente sur le PIP2 [4]. Tat va ainsi interférer avec le recrutement par ce phosphoinositide de différentes protéines impliquées dans diverses activités cellulaires (endocytose, phagocytose [5], etc).
Nous avons montré que la Tat exogène favorise la multiplication de pathogènes opportunistes comme Toxoplasma gondii et Mycobacterium tuberculosis (MTB) dans les macrophages. Tat serait donc probablement impliquée dans le développement des infections par ces pathogènes chez les patients porteurs du VIH-1. Il faut savoir que l'infection par MTB est une cause majeure de morbidité et de mortalité associée au VIH-1. On ne connait pas précisément les mécanismes de la synergie entre le VIH-1 et ces pathogènes. Le but de la thèse est d'identifier les mécanismes moléculaires permettant à Tat de favoriser la multiplication de ces pathogènes dans le macrophage. Des résultats préliminaires indiquent que l'autophagie est impliquée. Les techniques utilisées iront de la production de protéines recombinantes, la culture et transfection cellulaire, l'infection de macrophages primaires humains, l'imagerie cellulaire, la microinjection dans le poisson zèbre et d'autres approches modernes de biologie cellulaire et de biochimie.

1.    Rayne, F., S. Debaisieux, H. Yezid, Y.L. Lin, C. Mettling, K. Konate, N. Chazal, S.T. Arold, M. Pugniere, F. Sanchez, A. Bonhoure, L. Briant, E. Loret, C. Roy, and B. Beaumelle, Phosphatidylinositol-(4,5)-bisphosphate enables efficient secretion of HIV-1 Tat by infected T-cells. EMBO J, 2010. 29(8): p. 1348-62.
2.    Tryoen-Toth, P., S. Chasserot-Golaz, A. Tu, P. Gherib, M.F. Bader, B. Beaumelle, and N. Vitale, HIV-1 Tat protein inhibits neurosecretion by binding to phosphatidylinositol (4,5) bisphosphate. J Cell Sci, 2013. 126(2): p. 454-463.
3.    Debaisieux, S., F. Rayne, H. Yezid, and B. Beaumelle, The Ins and Outs of HIV-1 Tat. Traffic, 2012. 13(3): p. 355-63.
4.    Chopard, C., P. Toth, M. Schatz, H. Yezid, S. Debaisieux, C. Mettling, A. Gross, M. Pugnière, A. Tu, J.M. Strub, J.M. Mesnard, N. Vitale, and B. Beaumelle, Cyclophilin A enables specific HIV-1 Tat palmitoylation and accumulation in uninfected cells. Nature Communications, 2018. under correction.
5.    Debaisieux, S., S. Lachambre, A. Gross, S. Mettling, S. Besteiro, H. Yezid, D. Henaff, C. Chopard , J. Mesnard, and B. Beaumelle, HIV-1 Tat inhibits phagocytosis by preventing the recruitment of Cdc42 to the phagocytic cup. Nature Communication, 2015. 6: p. 6211


Etude du rôle de la protéine Fra-2 dans le développement de l'ATL

Contact : jean-marie.peloponese[at]irim.cnrs.fr

HTLV-1 (Human T-cell leukemia type 1) est responsable du développement de la leucémie de l’adulte de type T ou ATL (Adult T-cell Leukemia) qui se caractérise par la prolifération agressive et monoclonale de lymphocytes T CD4. Dans l’équipe APIR, nous nous intéressons aux rôles des facteurs de transcription de la famille AP-1 dans le développement de l’ATL. Afin de mieux comprendre leur rôle, nous avons analysé l’expression des membres de la famille Jun et Fos dans des cellules d’ATL fraîchement isolées de patients leucémiques. Nous avons observé que les lymphocytes T de patients infectés mais asymptomatiques expriment un hétérodimère AP-1 composé de cJun/cFos alors que les cellules leucémiques expriment un hétérodimère JunD/Fra-2. De nombreuses études ont montré que la dérégulation de cFos ou de Fra-1 est importante lors de la transformation cellulaire ; en revanche, peu de choses sont connues sur le rôle de Fra-2. Alors que Fra-2 est plutôt décrit comme un inhibiteur de cJun, son interaction avec JunD aurait un rôle activateur. Nous avons analysé par Western blot le profil d’expression de Fra-2 dans des clones de  patients ATL et les résultats obtenus ont été inattendus. L’objectif de ce projet de thèse est d’étudier le rôle des différentes isoformes du facteur AP-1 Fra-2 dans la prolifération et la transformation cellulaire induite par HTLV-1.

 

Etude de l'export nucléaire des ARNm contenant des introns: le modèle encore non élucidé du MLV

Contact : marylene.mougel[at]irim.cnrs.fr

L'épissage et l'export nucléaire des ARNm sont des étapes obligatoires dans l'expression des gènes dans les cellules eucaryotes. Un défaut d’une de ces étapes conduit la cellule à dégrader les ARNm concernés afin de contrôler la qualité de l'expression génique. Néanmoins, certains micro-organismes tels les rétrovirus produisent un transcrit primaire (pre-ARN) qui évite l'épissage et va dans le cytoplasme pour être traduit en protéines ou encapsidé comme génome dans les nouveaux virus. L'export nucléaire de ce pré-ARN, qui conserve un intron, est une étape clé de la réplication virale. Les rétrovirus (VIH et MPMV) se sont révélés être de précieux systèmes pour étudier l'export nucléaire des pré-ARN et pour la découverte des facteurs d'export cellulaires, tels que Crm1 et Tap. Le virus de la leucémie murine (MLV), en tant que rétrovirus simple, ne code pour aucune protéine régulatrice de son expression, rendant l’export nucléaire de son pré-ARN essentiellement dépendant de la machinerie de son hôte. Etonnamment, alors que MLV fait partie des premiers rétrovirus découverts, la voie d'export qu'il emprunte est encore inconnue. Néanmoins, des travaux préliminaires réalisés dans notre laboratoire, démontrent que l’export  de son pré-ARN est fortement dépendant du facteur cellulaire d’export nucléaire Tap. Basé sur ces premiers résultats, nous nous proposons d’étudier plus en détails l’export du pré-ARN du MLV. A l’aide d’une technique d’imagerie ARN à fluorescence basée sur la performance du système MS2, nous étudierons la ou les différentes voies d'export nucléaire empruntées par MLV pour se répliquer dans la cellule hôte.

1.    Chamontin C, Yu B, Racine PJ, Darlix JL and Mougel M (2012). MoMuLV and HIV-1 nucleocapsid proteins have a common role in genomic RNA packaging but distinct in late reverse transcription.  Plos One 7(12):e51534
2.    Pessel-Vivares L, Ferrer M, Lainé S and Mougel M (2014) MLV requires Tap/NXF1-dependent pathway to export its unspliced RNA to the cytoplasm and to express both spliced and unspliced RNAs. Retrovirology, 11:21.
3.    Pessel-Vivares L, Houzet H, Lainé S and Mougel M (2015) Insights into the nuclear export of murine leukemia virus intron-containing RNA. RNA Biol. 2015;12(9):942-9.
4.    Ferrer M, Clerté C, Chamontin C, Basyuk E, Lainé S, Hottin J, Bertrand E, Margeat E and Mougel M (2016) Imaging HIV-1 RNA dimerization in cells by multicolour super-resolution and fluctuation microscopies Nucleic Acids Res. 44(16): 7922–7934.
5.    Ferrer F, Henriet S, Chamontin C, Lainé S and Mougel M (2016) From cells to virus particles: quantitative methods to monitor RNA packaging Viruses, 8(8), 239.


Rôle du cytosquelette d’actine corticale dans la biogénèse des virus HIV-1 et de la grippe A

Contact : delphine.muriaux[at]irim.cnrs.fr ; cyril.favard[at]irim.cnrs.fr

Au cours de la biogénèse de la particule virale des virus enveloppés à ARN, comme le virus HIV-1 et le virus de la grippe A (IAV), les complexes ribonucléoprotéiques ciblent et s’assemblent au feuillet interne de la membrane plasmique de la cellule hôte. La protéine virale Gag du HIV-1 (Mariani et al., 2014 ; Yandrapalli et al, 2016) et la protéine M1 de la matrice du IAV (Kerviel et al., 2016) interagissent avec des phospholipides spécifiques de la membrane plasmique. Ces mêmes phospholipides peuvent moduler la dynamique de l’actine corticale qui se situe sous la membrane plasmique, lieu de l’assemblage de ces virus. La dynamique de l’actine corticale permet la réorganisation locale de la membrane plasmique, ce qui pourrait faciliter l’assemblage et/ou le bourgeonnement du virus en formation. Les petites protéines G, comme Rac1, et leurs effecteurs sont les régulateurs de la dynamique de l’actine corticale et du remodelage membranaire. Notre équipe de recherche a montré que Rac1 activée gouvernant la voie de signalisation Wave2/Arp3 étaient impliquées dans la biogénèse du HIV-1 (Thomas et al., 2015) et que cela pouvait aussi être le cas pour le virus de la grippe A (Dash et al, work in progress). Notre travail a permis de découvrir un nouveau rôle de l’actine corticale et de ces cofacteurs de régulation dans la biogénèse du HIV-1 et d’IAV. Nous cherchons maintenant à caractériser, au niveau moléculaire et cellulaire, le recrutement du complexe Wave2 au niveau du site d’assemblage de ces virus et définir sa fonction. Pour ce faire, nous utiliserons des techniques de virologie (production de particules virales, test d’infectivité, immunoblots et immunoprécipitation) et de biologie cellulaire (culture cellulaire, ARN interférents ou CRISPR/Cas9 pour l’inhibition des gènes cofacteurs de l’actine) couplées à des techniques de microscopie de super-résolution (immuno- et marquage fluorescent pour PALM/STORM et liveTIRF). L'ensemble du projet permettra de mieux comprendre la biogénèse des virus enveloppés à ARN.

1.    Kerviel A*, Dash S*, Moncorgé O, Panthu B, Prchal J, Décimo D, Ohlmann T, Lina B, Favard C, Decroly E, Ottmann M, Roingeard P, Muriaux D. Involvement of an Arginine Triplet in M1 Matrix Protein Interaction with Membranes and in M1 Recruitment into Virus-Like Particles of the Influenza A(H1N1)pdm09 Virus. PLoS One. 2016 Nov 4;11(11):e0165421.
2.    Mariani-Floderer C, Sibarita JB, Favard C, Muriaux DM. Hunting Down HIV-1 Gag Proteins at the Plasma Membrane of Human T Lymphocytes. AIDS Res Hum Retroviruses. 2016 Jul;32(7):658-9.
3.    Yandrapalli N, Lubart Q, Tanwar HS, Picart C, Mak J, Muriaux D, Favard C. Self-assembly of HIV-1 Gag protein on lipid membranes generates PI(4,5)P2/Cholesterol nanoclusters. Sci Rep. 2016 Dec 23;6:39332.
4.    Thomas A, Mariani-Floderer C, López-Huertas MR, Gros N, Hamard-Péron E, Favard C, Ohlmann T, Alcamí J, Muriaux D. Involvement of the Rac1-IRSp53-Wave2-Arp2/3 Signaling Pathway in HIV-1 Gag Particle Release in CD4 T Cells. J Virol. 2015 Aug;89(16):8162-81.
5.    Mariani C, Desdouits M, Favard C, Benaroch P, Muriaux DM. Role of Gag and lipids during HIV-1 assembly in CD4(+) T cells and macrophages. Front Microbiol. 2014 Jun 25;5:312. Review.

 

Courbure membranaire et nanodomaines de PIP2

Contact : cyril.favard[at]irim.cnrs.fr ; laura.picas[at]irim.cnrs.fr

Les phosphoinositides sont des phospholipides essentiels impliqués dans de nombreux processus cellulaires. A la membrane plasmique, le phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) est un régulateur majeur de l’endo et exocytose, la phagocytose, la mobilité cellulaire, le bourgeonnement de certain virus, dont HIV-1 et aussi un acteur des processus de transduction du signal. L’enrichissement local du PIP2 en nanodomaines non induit par les enzymes du métabolisme des phosphoinositides a récemment été décrit dans plusieurs études. Cette ségrégation latérale peut être utile à l’organisation spatio-temporelle des protéines liant le PIP2 et impliquées dans les régulations des processus mentionnés précédemment. En fait, le regroupement des PIP2 a été observé comme principe de localisation à la membrane plasmique de protéines effectrices associées à des courbures membranaires positives comme négatives ou encore en l’absence de courbure. Comment des topologies différentes peuvent aider à cette ségrégation des PIP2 ? Ces différents signaux méchano-chimiques sont-ils associés à des fonctions cellulaires spécifiques ? Pour répondre à ces questions, nous proposons de contrôler la courbure membranaire de systèmes reconstitués in vitro, tout comme sur des membranes plasmiques de cellules en culture, en utiisant des processus de nanogravures (en collaboration avec l’IES de Montpellier). A l’aide de différentes techniques d’imagerie avancées comme le (spt) PALM, STED(FCS) et les approches de FCS à rayon variable, nous étudierons quantitativement la corrélation entre la formation des nanodomaines de PIP2 and la courbure membranaire avec une grande résolution spatiale et temporelle. Nous appliquerons ces découvertes à l’étude de deux processus majeurs : l’endocytose (courbure positive) et le bourgeonnement de HIV-1 (courbure négative). Ce sujet de thèse, par essence à l’interface entre la physique/biophysique et la biologie devrait conduire à de nouvelles découvertes sur les mécanismes moléculaires de processus cellulaires significatifs médiés par les phosphoinositides.

1.     Di Paolo, G. & De Camilli, P. Phosphoinositides in cell regulation and membrane dynamics. Nature 443, 651-657, (2006).
2.    Picas, L. et al. BIN1/M-Amphiphysin2 induces clustering of phosphoinositides to recruit its downstream partner dynamin. Nat Commun 5, (2014).
3.    Yandrapalli, N. et al. Self assembly of HIV-1 Gag protein on lipid membranes generates PI(4,5)P2/Cholesterol nanoclusters. Sci Rep 6, 39332, (2016).
4.    Picas, L., Gaits-Iacovoni, F. & Goud, B. The emerging role of phosphoinositide clustering in intracellular trafficking and signal transduction. F1000Research 5,.1 (2016).
5.    Favard C, Wenger J, Lenne P-F, Rigneault H FCS diffusion laws in two-phase lipid membranes: determination of domain mean size by experiments and Monte Carlo simulations. Biophys J 100(5):1242–1251. (2011)


 

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer


     
       

   

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

IRIM
Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier
UMR 9004 - CNRS / UM
1919 route de Mende - 34293 Montpellier cedex 5
FRANCE

 

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer