Décrypter les bases moléculaires de la signalisation lysosomale par PQLC2, le transcepteur d'acides aminés // Decoding the molecular basis of lysosomal signaling by PQLC2, the amino acid transceptor

PQLC2, le transporteur lysosomale d'acides aminés cationiques [1, 2], a été récemment identifié comme un capteur cellulaire du contenu en acides aminés, traduisant les niveaux cellulaires d'acides aminés en réponses cellulaires, y compris un rôle régulateur dans la signalisation mTORC1, une voie centrale pour la régulation de la croissance et du métabolisme cellulaire. L'élément clé reliant la détection des acides aminés par PQLC2 à sa réponse de signalisation en aval est la liaison du complexe protéique de signalisation cytosolique CSW à la membrane lysosomale en réponse à une carence en acides aminés cationiques [3, 4]. Ce complexe comprend les protéines activatrices de GTPase C9ORF72 et SMCR8, ainsi que WDR41, qui sert d'ancrage reliant PQLC2 au complexe CSW [3, 4]. La localisation lysosomale de CSW régule des processus cellulaires clés, notamment l'autophagie, la biogenèse des lysosomes, l'activité des récepteurs Toll-like et la signalisation mTORC1 [3]. Il est notable qu'une expansion de répétitions hexanucléotidiques dans C9ORF72 constitue une cause génétique majeure de la sclérose latérale amyotrophique et de la démence frontotemporale. Dans notre laboratoire, nous cherchons à élucider le mécanisme par lequel PQLC2 détecte les niveaux cellulaires d'acides aminés, en décryptant les bases moléculaires de l'interaction PQLC2/WDR41 — essentielle au recrutement lysosomial du complexe CSW — et en explorant l'interdépendance entre l'activité de transport de PQLC2 et sa fonction de récepteur [5]. Ce projet de thèse comporte deux objectifs principaux: (a) Purifier et isoler un complexe PQLC2/WDR41 stable en solution pour déterminer sa structure 3D par cryo-microscopie électronique à particule unique; et (b) caractériser l'activité de transport de PQLC2 et sa régulation par WDR41 par des mesures électrophysiologiques dans un système reconstitué en liposomes.Les résultats de cette thèse établiront de nouveaux liens entre le rôle de PQLC2 dans la détection des acides aminés et la signalisation lysosomale. De plus, ils révéleront de nouvelles connexions entre les propriétés fonctionnelles de PQLC2 et deux maladies neurodégénératives, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles opportunités thérapeutiques.
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PQLC2, the lysosomal cationic amino acid transporter [1, 2], has been recently identified as a sensor of amino acid content, translating cellular amino acid levels into cellular responses, including a regulatory role on mTORC1 signaling, a central pathway for the regulation of cell growth and metabolism. Key to connecting PQLC2's amino acid sensing to its downstream signaling response is the binding of the cytosolic signaling protein complex CSW to the lysosomal membrane in response to cationic amino acid starvation [3, 4]. This complex includes the GTPase-activating proteins C9ORF72 and SMCR8, as well as WDR41, which serves as the anchor linking PQLC2 to the CSW complex [3, 4]. CSW's lysosomal localization regulates key cellular processes including autophagy, lysosome biogenesis, Toll-like receptor activity or mTORC1 signaling [3]. Notably, a hexanucleotide repeat expansion in C9ORF72 is a major genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia. In our laboratory, we aim to elucidate the mechanism by which PQLC2 senses cellular amino acid levels, by decoding the molecular basis of PQLC2/WDR41 interaction-essential for the lysosomal recruitment of the CSW complex-, and by exploring the interplay between PQLC2's transport activity and its receptor function [5]. Specifically, this PhD project has two main objectives: (a) to purify and isolate a stable PQLC2/WDR41 complex in solution for their 3D structural determination by single-particle cryo-EM; and (b) to characterize the transport activity of PQLC2 and its regulation by WDR41 by electrophysiological recordings using a liposome-reconstituted system. Results from this PhD thesis will set new bridges between the amino acid sensing role of PQLC2 and lysosomal signaling. In addition, it will stablish new connections between the functional properties of PQLC2 and two neurodegenerative diseases, potentially uncovering novel therapeutic opportunities.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-LSaH

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

568 Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie

Nous recherchons un·e candidat·e motivé·e, souhaitant apprendre différentes techniques complémentaires pour atteindre un objectif ambitieux. Une expérience préalable dans la production de protéines recombinantes chez des hôtes hétérologues (comme E. coli, la levure ou les cellules d'insectes) serait un atout. Des connaissances pratiques en purification de protéines sont également appréciées. Une expérience en clonage d'ADN et en culture de cellules mammifères serait un plus, mais n'est pas obligatoire. Le·a candidat·e devra comprendre et s'exprimer en anglais, car cette langue sera utilisée au quotidien dans notre laboratoire.
We are looking for a motivated candidate willing to learn different but complementary techniques to achieve a challenged goal. It is advisable to have some previous background in the production of recombinant proteins in heterologous hosts like E. coli, yeast or insect cells, and some hands-on on protein purification. Experience in DNA cloning, and mammalian cell culturing techniques will be also important, but not mandatory. She or he should be able to understand and write in English, as English will be the vehicular language in our laboratory.