Décrypter le rôle de la protéine NPM1 dans la réparation de l'ADN : analyse structurale des interactions moléculaires avec l'AP endonucléase humaine APE1 // Deciphering the role of the NPM1 protein in DNA repair: structural analysis of molecular interacti

La nucléophosmine 1 (NPM1) est une protéine humaine multifonctionnelle, composant majeur du nucléole. NPM1 a été identifiée comme un régulateur de la voie de réparation de l'ADN par excision de base (BER), utilisée par les cellules pour restaurer l'intégrité de leur génome à la suite d'une exposition à un stress oxydatif (d'origine endogène ou exogène), à des rayonnements ionisants ou à divers agents chimiothérapeutiques. NPM1 régule la stabilité, l'activité et la localisation nucléolaire des protéines impliquées dans la voie BER, dont celle de l'AP endonucléase (APE1) – qui reconnait et modifie les sites apyrimidiques/apuriniques (AP) générés dans ces conditions. Des données récentes indiquent que (i) NPM1 et APE1 sont surexprimées dans différents types de tumeurs et que (ii) l'interaction NPM1/APE1 contribue à la résistance de certaines cellules cancéreuses à des composés de platine utilisés en chimiothérapie, faisant de l'interface NPM1/APE1 une cible thérapeutique pertinente. Bien que l'interaction directe entre NPM1 et APE1 ait été identifiée, les bases moléculaires ainsi que le rôle de cette association dans le développement de la chimio-résistance demeurent inconnus.
L'objectif du projet est d'élucider par une approche structurale intégrative – combinant des tests d'activité, des mesures d'interactions biophysiques, des études structurales et de l'imagerie cellulaire –, les mécanismes moléculaires conduisant à l'interaction NPM1/APE1. Une connaissance approfondie de l'interaction NPM1/APE1, en présence ou non d'ADN endommagé contenant un site AP, permettra : (i) de clarifier les mécanismes de reconnaissance entre NPM1 et APE1, encore largement inconnus, et d'identifier de façon exhaustive les résidus impliqués dans la formation du complexe, (ii) de comprendre le rôle des régions désordonnées des deux protéines dans cette interaction, (iii) de caractériser le rôle de NPM1 vis à vis de APE1 in cellulo dans des conditions normales ou suite à une exposition à un stress oxydatif ou au cisplatine, et (iv) d'identifier des inhibiteurs potentiels de cette interaction.
A plus long terme, nous espérons qu'une compréhension fine de l'interface NPM1/APE1 ouvrira la voie à de nouveaux agents thérapeutiques ciblés, capables de contourner la chimiorésistance et d'offrir des retombées cliniques majeures pour le traitement de cancers aujourd'hui difficiles à éradiquer.
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Nucleophosmin 1 (NPM1) is a multifunctional human protein and a major component of the nucleolus. NPM1 has been identified as a regulator of the base excision repair (BER) pathway, used by cells to restore the integrity of their genome following exposure to oxidative stress (endogenous or exogenous), ionizing radiation, or various chemotherapeutic agents. NPM1 regulates the stability, activity, and nucleolar localization of proteins involved in the BER pathway, including AP endonuclease (APE1), which recognizes and modifies apyrimidine/apurinic (AP) sites generated under these conditions. Recent data indicate that (i) NPM1 and APE1 are overexpressed in different types of tumors and that (ii) the NPM1/APE1 interaction contributes to the resistance of certain cancer cells to platinum compounds used in chemotherapy, making the NPM1/APE1 interface a relevant therapeutic target. Although the direct interaction between NPM1 and APE1 has been identified, the molecular basis and role of this association in the development of chemoresistance remain unknown.
The aim of the project is to elucidate the molecular mechanisms leading to NPM1/APE1 interaction, using an integrative structural approach combining activity tests, biophysical interaction measurements, structural studies, and cellular imaging. An in-depth understanding of the NPM1/APE1 interaction, with or without damaged DNA containing an AP site, will make it possible to: (i) clarify the mechanisms of recognition between NPM1 and APE1, which are still largely unknown, and identify exhaustively the residues involved in complex formation, (ii) understand the role of the disordered regions of the two proteins in this interaction, (iii) characterize the role of NPM1 relative to APE1 in cellulo under normal conditions or after exposure to oxidative stress or cisplatin, and (iv) identify potential inhibitors of this interaction.
In the long term, we hope that a detailed understanding of the NPM1/APE1 interface will open the way for new targeted therapeutic agents capable of circumventing chemoresistance and offering major clinical benefits for the treatment of cancers that are currently difficult to eradicate.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://www.ibs.fr/en/research/assembly-dynamics-and-reactivity/integrated-imaging-of-stress-response-group/genom-team/?lang=en

Contrat doctoral

Concours pour contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

218 CSV- Chimie et Sciences du Vivant

Titulaire d'un master 2 (ou équivalent) en biologie structurale, biochimie, biophysique ou dans un domaine analogue. Une expérience en techniques de biologie moléculaire, expression et purification de protéines, ainsi qu'une familiarité avec les méthodes de caractérisation structurale (cryo-microscopie électronique, RMN, ou modélisation moléculaire) seront fortement appréciées. Des compétences en bioinformatique, analyse de données structurales et maîtrise des logiciels dédiés (PyMOL, ChimeraX, CryoSPARC, etc.) constituent un atout supplémentaire. Le·a candidat·e devra faire preuve d'autonomie, d'un esprit critique développé, et d'une capacité à travailler en équipe dans un environnement pluridisciplinaire. Une maîtrise de l'anglais (oral et écrit) est nécessaire pour la communication des résultats.
Master's degree (or equivalent) in structural biology, biochemistry, biophysics, or a related field. Experience in molecular biology techniques, protein expression and purification, as well as familiarity with structural characterization methods (cryo-electron microscopy, NMR, or molecular modeling) will be highly appreciated. Skills in bioinformatics, structural data analysis, and proficiency in dedicated software (PyMOL, ChimeraX, CryoSPARC, etc.) are an additional asset. The candidate must demonstrate autonomy, a developed critical mind, and the ability to work in a team in a multidisciplinary environment. Proficiency in English (spoken and written) is required for communicating results.