Couplage cytosquelette–membrane au niveau de la poche flagellaire de Trypanosoma brucei : de la fonction des protéines à l'architecture de l'organite // Flagellar pocket membrane-Cytoskeleton dynamics in T. bruceiCytoskeleton–Membrane Coupling at the Flag

Ce projet de thèse explorera la manière dont les interfaces cytosquelette–membrane sont construites et régulées au niveau de la poche flagellaire (FP) de Trypanosoma brucei, unique site d'endocytose et d'exocytose chez ce parasite. Le travail porte sur la caractérisation fonctionnelle d'un petit groupe de protéines membranaires de la FP, ainsi que d'un nouvel partenaire du composant cytosquelettique BILBO1 [1–4], qui présente des propriétés analogues à celles des filaments intermédiaires. Ensemble, ces protéines constituent des candidates majeures pour assurer le couplage entre le cytosquelette de la FP, l'organisation membranaire et la dynamique lipidique, mais elles n'ont encore jamais été étudiées chez les trypanosomes.
L'étudiant(e) utilisera T. brucei comme modèle unicellulaire génétiquement manipulable afin de déterminer comment ces protéines contribuent à la morphologie, à la biogenèse et à la fonction de la FP. Le projet s'appuiera sur des approches de pointe en biologie cellulaire et en imagerie : étiquetage endogène, extinction/knockout inductible et dégradation ciblée, marquage de proximité pour identifier de nouveaux partenaires, associé à des tests quantitatifs d'endocytose ; microscopie d'expansion ultrastructurale (U-ExM et cryo-U-ExM) et microscopie électronique pour cartographier l'organisation spatiale des protéines d'intérêt par rapport à BILBO1 et à d'autres marqueurs cytosquelettiques. Des sondes lipidiques et des approches de lipidomique en collaboration permettront d'évaluer le rôle de ces protéines dans l'homéostasie lipidique et le remodelage membranaire au niveau de la FP.
Tandis que la biologie structurale de ces protéines est développée en parallèle par les laboratoires partenaires, la thèse sera principalement consacrée aux analyses fonctionnelles et de biologie cellulaire, ainsi qu'à l'intégration des données structurales dans un modèle cellulaire cohérent. Dans l'ensemble, ce travail fournira une compréhension mécanistique de la manière dont des composants cytosquelettiques et membranaires spécifiques aux parasites coopèrent pour soutenir l'activité d'endocytose exceptionnelle de la FP, avec des implications plus larges pour la biologie des kinétoplastidés et de nouvelles perspectives en matière de cibles thérapeutiques.

1. Zelená M, Casas E, Lambert C, Landrein N, Dacheux D, Bertiaux E, et al. Visualization of Trypanosoma brucei flagellar pocket collar biogenesis identifies two new cytoskeletal structures. PLOS Biology. 2025;23: e3003429. doi:10.1371/journal.pbio.3003429
2. Isch C, Majneri P, Landrein N, Pivovarova Y, Lesigang J, Lauruol F, et al. Structural and functional studies of the first tripartite protein complex at the Trypanosoma brucei flagellar pocket collar. PLOS Pathogens. 2021;17: e1009329. doi:10.1371/journal.ppat.1009329
3. Florimond C, Sahin A, Vidilaseris K, Dong G, Landrein N, Dacheux D, et al. BILBO1 Is a Scaffold Protein of the Flagellar Pocket Collar in the Pathogen Trypanosoma brucei. PLoS Pathog. 2015;11. doi:10.1371/journal.ppat.1004654
4. Bonhivers M, Nowacki S, Landrein N, Robinson DR. Biogenesis of the Trypanosome Endo-Exocytotic Organelle Is Cytoskeleton Mediated. PLOS Biology. 2008;6: e105. doi:10.1371/journal.pbio.0060105
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This PhD project will explore how cytoskeleton–membrane interfaces are built and regulated at the flagellar pocket (FP) of Trypanosoma brucei, the parasite's unique site of endocytosis and exocytosis. The work focuses on the functional characterisation of a small set of FP membrane proteins, as well as a newly identified partner of the cytoskeletal component BILBO1 [1–4], which displays intermediate filament–like properties. Together, these proteins are strong candidates for coupling the FP cytoskeleton to membrane organisation and lipid dynamics, yet none of them has been studied so far in trypanosomes.
The student will use T. brucei as a genetically tractable unicellular model to determine how these proteins contribute to FP morphology, biogenesis, and function. The project will rely on state-of-the-art cell biology and imaging approaches: endogenous tagging, inducible knockdown/knockout and targeted degradation, proximity labelling to identify new partners combined with quantitative endocytosis assays; ultrastructure expansion microscopy (U-ExM and cryo-U-ExM) and electron microscopy to map the spatial organisation of the proteins of interest relative to BILBO1 and other cytoskeletal markers. Lipid probes and collaborative lipidomics will be used to assess the role of these proteins in lipid homeostasis and membrane remodelling at the FP.
While the structural biology of these proteins is being developed in parallel by partner laboratories, the PhD will be primarily devoted to functional and cell biological analyses, and to integrating structural information into a coherent cellular model. Altogether, this work will provide a mechanistic understanding of how parasite-specific cytoskeletal and membrane components cooperate to sustain the exceptional endocytic activity of the FP, with broader implications for kinetoplastid biology and new perspectives for therapeutic targeting.


1. Zelená M, Casas E, Lambert C, Landrein N, Dacheux D, Bertiaux E, et al. Visualization of Trypanosoma brucei flagellar pocket collar biogenesis identifies two new cytoskeletal structures. PLOS Biology. 2025;23: e3003429. doi:10.1371/journal.pbio.3003429
2. Isch C, Majneri P, Landrein N, Pivovarova Y, Lesigang J, Lauruol F, et al. Structural and functional studies of the first tripartite protein complex at the Trypanosoma brucei flagellar pocket collar. PLOS Pathogens. 2021;17: e1009329. doi:10.1371/journal.ppat.1009329
3. Florimond C, Sahin A, Vidilaseris K, Dong G, Landrein N, Dacheux D, et al. BILBO1 Is a Scaffold Protein of the Flagellar Pocket Collar in the Pathogen Trypanosoma brucei. PLoS Pathog. 2015;11. doi:10.1371/journal.ppat.1004654
4. Bonhivers M, Nowacki S, Landrein N, Robinson DR. Biogenesis of the Trypanosome Endo-Exocytotic Organelle Is Cytoskeleton Mediated. PLOS Biology. 2008;6: e105. doi:10.1371/journal.pbio.0060105
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Début de la thèse : 01/09/2026

Other public funding

Financement ANR

Université de Bordeaux

154 Sciences de la Vie et de la Santé

Profil recherché : Master 2 en biologie cellulaire, biologie moléculaire, microbiologie, parasitologie ou disciplines associées des sciences de la vie. Fort intérêt pour la biologie cellulaire des parasites, le cytosquelette, le trafic membranaire et/ou l'imagerie avancée. Expérience pratique dans au moins certains des domaines suivants : culture cellulaire (mammifères ou microorganismes ; une expérience avec des protozoaires parasites est un plus), biologie moléculaire (clonage, PCR, construction de plasmides), microscopie à fluorescence et analyse d'images de base. Compétences souhaitées : connaissance des outils d'analyse d'images (Fiji/ImageJ, etc.) et notions de bioinformatique pour l'analyse des domaines protéiques. Capacité à travailler dans un environnement multidisciplinaire et international, bonnes compétences en communication en anglais (oral et écrit), et forte motivation pour apprendre des techniques avancées (microscopie d'expansion, marquage de proximité, génomique fonctionnelle). Qualités personnelles : rigueur, curiosité, autonomie et bonnes capacités d'organisation, ainsi qu'une aptitude à travailler à la fois de manière indépendante et au sein d'une équipe collaborative.
Master's degree (M2 or equivalent) in Cell Biology, Molecular Biology, Microbiology, Parasitology or related life sciences. Strong interest in cell biology of parasites, cytoskeleton, membrane trafficking and/or advanced imaging. Practical experience in at least some of the following: Mammalian or microbial cell culture (experience with protozoan parasites is a plus), molecular biology (cloning, PCR, plasmid construction), fluorescence microscopy and basic image analysis. Desirable skills: Familiarity with image analysis tools (Fiji/ImageJ, Icy, etc.) and basic bioinformatics for protein domain analysis. Ability to work in a multidisciplinary and international environment, good communication skills in English (spoken and written), and a strong motivation to learn advanced techniques (expansion microscopy, proximity labelling, functional genomics). Personal qualities: Rigour, curiosity, autonomy and good organisational skills as well as capacity to work both independently and as part of a collaborative team.