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Accumulation de mRNPs aberrantes dans des corps nucléaires (Nuclear Speckles) dans des cellules humaines : implications dans les maladies neurologiques et neuromusculaire

ABG-85499 Sujet de Thèse
15/05/2019 > 25 et < 35 K€ brut annuel
Centre de Biophysique Moléculaire UPR4301 CNRS
Orléans - Centre Val de Loire - France
Accumulation de mRNPs aberrantes dans des corps nucléaires (Nuclear Speckles) dans des cellules humaines : implications dans les maladies neurologiques et neuromusculaire
  • Biotechnologie
  • Informatique
  • Science de la donnée (stockage, sécurité, mesure, analyse)
Biogénèse des mRNPs, Controle qualité des mRNPs, Métabolisme de l'ARN, Analyses globales de données NGS

Description du sujet

Au cours de leur transcription au niveau du noyau de la cellule, les ARN messagers (mRNAs) sont recouverts de facteurs protéiques qui assurent leur maturation et leur assemblage en particules ribonucléoprotéiques (mRNPs) qui sont ensuite exportées vers le cytoplasme pour la traduction. Ces étapes de biogénèse des mRNPs sont sous la surveillance d’un système de contrôle qualité qui détecte les évènements de maturation et d’empaquetage défectueux et dirige les mRNPs malformées vers la machinerie de dégradation de l’ARN. Nos travaux récents sur le système de contrôle qualité dans des cellules humaines nous ont révélé que la production continue de mRNPs aberrantes provoque une saturation de la machinerie de dégradation de l’ARN avec la formation d’agrégats nucléaires (nuclear speckles) où les mRNPs défectueuses sont séquestrés dans le noyau. Nos résultats préliminaires indiquent que certains composants de la machinerie de contrôle qualité et dégradation de l’ARN sont impliqués dans l’adressage et agrégation des mRNPs aberrantes dans ces corps nucléaires.

            Des découvertes très récentes ont révélé un lien entre l’assemblage de mRNAs dans des agrégats nucléaires et le développement de troubles neurologiques et neuromusculaires chez des patients portant des anomalies génétiques associées à des répétitions de triplets de nucléotides sur certains gènes type dystrophie myotonique (gène DMPK) ou la maladie de Huntington (gène HD). Les désordres neuromusculaires se manifestent avec l’augmentation de la taille des répétitions de triplets de nucléotides dans les transcrits anormaux, plus les triplets sont répétés plus la maladie est sévère. L’agrégation des transcrits anormaux perturbe l’activité cellulaire en piégeant d’autres mRNAs, des lncRNAs et des protéines d’épissage dans les corps nucléaires type speckles. Le mécanisme menant à la coalescence des transcrits anormaux avec d’autres mRNAs et des protéines du noyau dans des corps gélifiés ou semi-liquide (speckles) n’est pas bien connu. Les hypothèses actuelles pour expliquer la formation de ces agrégats suggèrent l’implication d’interactions ARN-ARN et/ou ARN-protéines menant à des arrangements spécifiques semblables aux processus de séparation de phases liquide-liquide ou liquide-gel.

 

            Notre hypothèse pour ce projet est qu’à la suite de la saturation du système de contrôle qualité et dégradation de l’ARN, certaines sous-unités du complexe exosome initient le processus d’adressage et d’agrégation des mRNAs dans des foyers ribonucleoprotéiques, type nuclear speckles. La détection de certains marqueurs protéiques montre que ces foyers sont les mêmes que ceux observés dans le cas des anomalies génétiques à répétition de triplets. L’objectif de la thèse sera d’accéder aux mécanismes moléculaires responsables de la formation de ces agrégats à travers des analyses globales par les méthodes à haut débit RNA-seq, RIP-seq et RIP-MS. Le programme de travail sera tout d’abord articulé autour de l’étude de notre système modèle de production de mRNPs aberrantes dans les cellules HeLa pour analyser finement le contenu des agrégats, les facteurs essentiels à leur formation (sous-unités du complexe exosome et des complexes  co-activateurs NEXT et PAXT) et les différentes interactions nécessaires au phénomène d’agrégation. Un travail ciblé sur les causes des maladies type dystrophie myotonique ou la maladie de Huntington sera mené en parallèle en analysant le comportement de transcrits possédant des répétions de triplés de nucléotides. Ces analyses utiliseront des expressions ectopiques à partir de plasmides contenant des unités de transcription avec différentes longueurs de répétition de triplets dans des cellules HeLa ou des fibroblastes en culture.

            Les travaux cellulaires et la production des données moléculaires à haut débit seront réalisés dans l'équipe. Les traitements in silico des données de séquençages avec des outils d’analyses statistiques seront réalisés en collaboration avec l’équipe PGEP de Nouzilly (Yves Bigot et Benoit Piégu)

Prise de fonction :

01/10/2019

Nature du financement

Contrat doctoral

Précisions sur le financement

Contrat doctoral de 3 ans financé par la région Centre-Val de Loire

Présentation établissement et labo d'accueil

Centre de Biophysique Moléculaire UPR4301 CNRS

Centre de Biophysique Moléculaire, CNRS - Orléans

The Center for Molecular Biophysics (CBM) develops research at the interface of chemistry, biology and physics to study the molecular mechanisms that sustain life or dysfunctions leading to diseases.

Intitulé du doctorat

Biologie Moléculaire et Cellulaire

Pays d'obtention du doctorat

France

Etablissement délivrant le doctorat

Université d'Orléans

Ecole doctorale

SSBCV

Profil du candidat

Candidat possédant un Master 2 en Biologie Moléculaire avec si possible une option traitement de données NGS ou un candidat ayant une attractivité vers la bio-informatique et les traitements de données de RNA-seq et ChIP-seq

Date limite de candidature

15/06/2019
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