Thèse Bases Structurales du Ciblage de Nono dans les Cancers de la Prostate du Sein. 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 : Sebastien FRIBOURG ORCID 0000000341127510
Début de la thèse : 2026-10-05
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

La famille des protéines DBHS (Drosophila Behaviour/human Splicing) est constituée de 3 protéines homologues, mais distinctes, SFPQ, NONO et PSPC1. Ces protéines sont conservées des vertébrés aux organismes supérieurs et sont encodées par des gènes essentiels dont l'inactivation est létale aux premiers stades du développement chez la souris. Chaque protéine a été identifiée dans différents processus cellulaires comme l'épissage de l'ARN pré-messager, la régulation de l'expression des gènes de miARN, le rythme circadien, la réparation de l'ADN, l'immunité innée contre l'infection par le VIH-2 ou encore la formation des paraspeckles¹. Il n'est donc pas surprenant de constater que SFPQ et NONO, a minima, sont associées au développement de certains cancers (prostate, seins).

Afin de remplir leurs fonctions, les protéines DBHS forment des homodimères ou des hétérodimères au sein des membres de la famille DBHS, donnant ainsi naissance à un collection de 6 complexes différents tous caractérisés in vitro 5. Jusqu'à présent, il reste difficile de déterminer s'il existe une fonction spécifique associée à un dimère particulier in vivo.

Les protéines DBHS interagissent avec les acides nucléiques, dont l'ADN double brin, l'ARN simple et double brin, ainsi que les quadruplexes d'ARN formant des G4. Cette interaction sert soit à ancrer l'ARN et à maintenir une structure bidimensionnelle (dans les paraspeckles avec l'ARNnc NEAT1\_2), soit à stabiliser des ARN lors de réactions d'épissage. Bien que les protéines DBHS possèdent des motifs de liaison à l'ARN (RRM) classiques connus pour interagir avec l'ARN, il est inhabituel qu'une protéine présente une telle variété de substrats.

Dans le cadre de ce projet de doctorat, nous proposons d'explorer plusieurs aspects encore inconnus de la fonction cellulaire des protéines DBHS. Notre objectif est de décrypter les mécanismes moléculaires de l'interaction des protéines DBHS avec leurs substrats d'acides nucléiques. Nous utiliserons un large éventail de techniques, incluant la caractérisation biochimique et biophysique, ainsi que la biologie structurale (cristallographie aux rayons X, cryo-microscopie électronique), afin d'étudier la reconnaissance des substrats par les protéines DBHS.

Le/la doctorant(e) appliquera des méthodologies telles que les méthodes classiques de biologie moléculaire et de biochimie pour la préparation et la caractérisation des protéines et des ARN. Il/elle participera également à l'analyse biophysique de ces échantillons grâce à un large éventail de techniques pertinentes, disponibles et adaptées, telles que la diffraction des rayons X, le BioLayer interferometry ou le MicroScale Thermophoresis. Ces aspects biophysiques seront complétés par des techniques de biologie cellulaire dans le cadre de notre collaboration.

1-The DBHS proteins SFPQ, NONO and PSPC1: a multipurpose molecular scaffold.
Knott GJ, Bond CS, Fox AH.Nucleic Acids Res. 2016 May 19;44(9):3989-4004. doi: 10.1093/nar/gkw271.

2-Different Low-complexity Regions of SFPQ Play Distinct Roles in the Formation of Biomolecular Condensates. Marshall AC, Cummins J, Kobelke S, Zhu T, Widagdo J, Anggono V, Hyman A, Fox AH, Bond CS, Lee M.J Mol Biol. 2023 Dec 15;435(24):168364. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168364.

3-Remodeling oncogenic transcriptomes by small molecules targeting NONO. Kathman SG, Seong Joo Koo, Lindsey GL, Her H-L, Blue SM, Li H, Jaensch S, Remsberg JR , Ahn K , Yeo GW, Ghosh B, Cravatt BF Nat Chem Biol 2023 Jul;19(7):825-836. DOI: 10.1038/s41589-023-01270-0.

4-Florio A.V, Buré C., Fribourg S. (2025) Structural basis for NONO specific modification by the a-chloroacetamide compound (R)-SKBG-1. Accepted for publication in Cell Chem. Biol.

5-Schell B., Legrand P., Fribourg S. Crystal structure of SFPQ-NONO heterodimer. (2022) Biochimie. Mar 1;198:1-7. doi: 10.1016/j.biochi.2022.02.011.

This project is developed in collaboration with members of the ARNA U1212 INSERM unit. The project is funded by the Ligue Régionale contre le Cancer.

The research objective aims at deciphering the molecular details of DBHS proteins interaction with nucleic acids.

A portfolio of techniques will be used in order to tackle the proposed project. This includes a large range of biological/biochemical techniques including molecular biology (cloning), biochemistry (protein purification and biochemical characterization) as well as biophysical and structural biology tools (BLI, MST, mass spectrometry, cryo-EM).