Thèse Étude Structurale Intégrative des Clusters Protéiques Nanoscopiques dans la Formation des Condensats Biomoléculaires H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Acides nucléiques : Régulations Naturelles et Artificielles
Direction de la thèse : Mikayel AZNAURYAN ORCID 0000000253953441
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

Les condensats biomoléculaires, tels que les granules de stress et les nucléoles, émergent comme des compartiments cellulaires importants qui organisent les processus biochimiques grâce à des interactions dynamiques entre protéines et entre protéines et acides nucléiques1,2. Alors qu'ils ont traditionnellement été décrits par la séparation de phase liquide-liquide (LLPS) à l'équilibre, un nombre croissant de données indique que la formation des condensats dans les cellules vivantes implique des processus hors équilibre et progresse via des clusters protéiques et ribonucléoprotéiques nanoscopiques existant à des concentrations inférieures à la saturation3-7. Ces observations remettent en question les modèles classiques de LLPS et suggèrent que ces clusters pourraient agir comme des intermédiaires obligatoires de l'assemblage des condensats et comme des cibles potentielles pour la régulation de la condensation biomoléculaire.

Ce projet de doctorat se concentre sur le facteur de traduction eIF4B, une protéine modèle qui subit une condensation à la fois in vitro et dans les cellules et forme des nanoclusters hautement dynamiques à des concentrations inférieures à la saturation7,8. La formation des clusters est pilotée par une région intrinsèquement désordonnée enrichie en résidus chargés et aromatiques, et est fortement modulée par la composition de la séquence, les conditions de solution et les modifications post-traductionnelles. Ces propriétés font d'eIF4B un système idéal pour analyser comment se forment les clusters nanoscopiques, comment ils influencent l'assemblage de condensats mésoscopiques et comment ils peuvent être ciblés pour contrôler la condensation.

Le projet vise à (i) élucider les principes moléculaires et structuraux régissant l'auto-assemblage d'eIF4B, des monomères aux clusters et aux condensats, (ii) déterminer comment les propriétés des nanoclusters façonnent le comportement de phase, et (iii) étudier la formation et la dynamique des clusters dans des cellules vivantes. Une approche biophysique et structurale intégrative sera mise en oeuvre, combinant les méthodes de fluorescence à molécule unique (spectroscopie de corrélation de fluorescence, FRET à molécule unique), la diffusion de la lumière, la cryo-microscopie électronique et l'imagerie en super-résolution. Une mutagenèse systématique sera utilisée pour identifier les déterminants de séquence et les mécanismes régulateurs contrôlant la stabilité et la dynamique des clusters.

En reliant les caractéristiques de la séquence, la formation des nanoclusters et l'assemblage des condensats dans des contextes in vitro et cellulaires, ce projet fournira des connaissances fondamentales sur les mécanismes hors équilibre de la condensation biomoléculaire et établira les nanoclusters comme des intermédiaires clés et des noeuds de régulation dans la biologie des condensats.

1. Banani, S. F., et al. K. Nat Rev Mol Cell Biol 18, 285-298 (2017).
2. Alberti, S. & Hyman, A.A. Nat Rev Mol Cell Biol 22, 196-213 (2021).
3. Mittag, T. & Pappu, R. V. Mol Cell 82, 2201-2214 (2022).
4. Kar, M. et al. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 119, e2202222119 (2022).
5. Lan, C. et al. Nat Commun 14, 4831 (2023).
6. Yanas, A., et al. Curr Biol 34, 5714-5727.e6 (2024).
7. Swain, B. C. et al. Nat Commun 15, 8766 (2024).
8, Mondal, S. et al. Biomol NMR Assign 17, 199-203 (2023).

see the project description above

- Molecular biology methods for cloning, protein expression, etc.
- Gel electrophoresis
- Liquid chromatography (FPLC, HPLC)
- Biophysical methods: UV/vis absorbance, fluorescence, circular dichroism spectroscopies, SPR. EMSA, etc
- Single-molecule fluorescence spectroscopy, Forster resonance energy transfer (FRET)
- light and X-ray scattering
- Cryo electron microscopy
\_super resolution microscopy