Reprogrammation du génome bactérien pour la réallocation des ribosomes // Bacterial Genome Reprogrammation for Ribosome Reallocation

Les bactéries ont des ressources finies qu'elles doivent répartir entre toutes les fonctions biologiques à exprimer. Les ribosomes sont une ressource couteuse. Ils assurent la traduction de tous les gènes, même ceux qui codent pour des fonctions non essentielles à la croissance dans une condition donnée. Cette thèse explore la possibilité de libérer des ribosomes de la traduction de ces fonctions non essentielles. Nous évaluerons les répercussions physiologiques de cette libération de ribosomes surnuméraires, et les réallouer à l'expression d'autres fonctions, en particulier l'expression de protéines d'intérêt. Dans l'équipe, nous avons déjà identifié 153 gènes non essentiels séquestrant ~15% des ribosomes d'E. coli. En parallèle, nous avons optimisé une méthode d'édition de bases (CRISPR-BE) couplée à un multiplexage des cibles qui permet d'abolir la traduction de gènes cibles. Le but de la thèse sera grâce à cette nouvelle méthode d'édition des génomes d'abolir la traduction de gènes non essentiels et ainsi libérer les ribosomes séquestrés. Une analyse physiologique de la souche reprogrammée au niveau de son pouvoir de traduction (polysome profiling), mais aussi de l'expression des gènes (transcriptome et stabilité des ARN) montrera si les ribosomes peuvent être surnuméraires et ré-allouables à des fonctions biologiques d'intérêt. Cette analyse permettra aussi d'identifier de potentiels mécanismes de contrôle de l'expression des gènes lorsque leur traduction est fortement modifiée.
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Bacteria have finite resources which they must allocate to all the biological functions they need to express. Ribosomes are an expensive resource. They ensure the translation of all genes, even those coding for functions not essential for growth in a given condition. This thesis explores the possibility of freeing ribosomes from translating these non-essential functions. We will evaluate the physiological repercussions of this release of supernumerary ribosomes, and attempt to reallocate them to the expression of other functions, in particular the expression of proteins of interest. In the team, we have already identified 153 non-essential genes sequestering ~15% of E. coli ribosomes. In parallel, we have optimized a base-editing method (CRISPR-BE) coupled with target multiplexing, which enables us to abolish the translation of target genes. The aim of this thesis will be to use this new genome-editing method to abolish the translation of non-essential genes, thereby releasing sequestered ribosomes. Physiological analysis of the reprogrammed strain in terms of its translational capacity (polysome profiling) and gene expression (transcriptome and RNA stability) will show whether ribosomes can be supernumerary and re-allocated to biological functions of interest. This analysis will also enable us to identify potential mechanisms for controlling gene expression when ribosome translocation is not possible.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse

458 SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries

Domaine d'expertise requis : biologie moléculaire, microbiologie, physiologie bactérienne. Des compétences en métabolisme et analyse de données à grande échelle seront appréciées.
Expertise required: molecular biology, microbiology, bacterial physiology. Skills in metabolism and large-scale data analysis will be appreciated.