Thèse Caractérisation Fonctionnelle du Rôle du Clivage de l'Extrémité C-Terminale de la -Tubuline une Nouvelle Modification des Microtubules Essentielle pour la Ciliogenèse chez les Mammifères. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé Laboratoire de recherche : IGH - Institut de Génétique Humaine Direction de la thèse : François JUGE ORCID 0000000150152019 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 Les microtubules (MTs) sont des polymères dynamiques du cytosquelette, composés d'hétérodimères d'- et -tubuline, qui assurent un soutien structural aux centrioles, aux flagelles et aux cils. Ils jouent également divers rôles essentiels dans la division cellulaire, le transport intracellulaire, la polarité et la morphogenèse. La question centrale qui nous intéresse au laboratoire est de comprendre comment, malgré leurs similitudes structurales, ces polymères parviennent à accomplir une gamme remarquablement large de fonctions. Leur diversité fonctionnelle réside dans les queues C-terminales des tubulines, exposées à la surface des MTs, qui contrôlent le recrutement de protéines effectrices spécifiques, traduisant ainsi la diversité moléculaire en spécialisation fonctionnelle. Cette diversité moléculaire des queues des tubulines s'explique par le « code tubuline », qui résulte de la combinaison de modifications post-traductionnelles (PTM) réversibles sur les extrémités C-terminales des tubulines, régulant ainsi les propriétés des MTs et la liaison des effecteurs (1).
Parmi les PTMs les mieux caractérisées figure la détyrosination de l'-tubuline, correspondant à l'élimination enzymatique de sa tyrosine terminale. Cette PTM génère l'1-tubuline, associée aux MTs stables, qui est impliquée dans divers processus tels que la division cellulaire, le développement neuronal et la contraction des cardiomyocytes. Ainsi, des défauts de détyrosination sont associés à des cardiomyopathies, au cancer et à des maladies neurodégénératives (2), soulignant l'importance du clivage des queues C-terminales des tubulines pour la fonction des MTs. Alors que le traitement de l'-tubuline a été largement étudié, aucun événement de clivage comparable n'avait été rapporté pour la -tubuline.
Nous avons récemment identifié la première enzyme, une métallo-protéase appelée TMCP2, capable de cliver l'extrémité C-terminale de la -tubuline. En éliminant les trois derniers acides aminés de la -tubuline, TMCP2 génère une modification jusqu'alors inconnue des MTs, appelée 3-tubuline (3). Par ailleurs, nos données préliminaires indiquent que la déplétion de TMCP2 dans des cellules en culture réduit le niveau de la modification 3 et induit une formation prématurée des cils, suggérant un rôle régulateur de cette nouvelle PTM de la -tubuline dans la ciliogenèse. Ce projet vise à définir les mécanismes de régulation de TMCP2, à identifier les protéines se liant sélectivement à la 3-tubuline modifiée, et à déterminer comment cette nouvelle modification influence le comportement des MTs. En combinant la protéomique, la microscopie de pointe et l'édition du génome, nous mènerons des études mécanistiques pour analyser le rôle de cette nouvelle modification 3 aux niveaux moléculaire et cellulaire. Enfin, des analyses chez des souris knock-out pour TMCP2 établiront la pertinence physiologique du clivage de la -tubuline in vivo. Les microtubules, polymères dynamiques d'- et -tubuline, sont des acteurs clés du cytosquelette, impliqués dans la division cellulaire, le transport intracellulaire et la morphogenèse. Leur diversité fonctionnelle repose sur les extrémités C-terminales des tubulines, qui recrutent des protéines effectrices, notamment via des modifications post-traductionnelles (PTMs) spécifiques. Parmi celles-ci, la détyrosination de l'-tubuline, générant l'1-tubuline, est bien documentée et liée à des pathologies comme les cardiomyopathies ou les cancers. En revanche, aucune PTM équivalente n'avait été décrite pour la -tubuline. Nous avons récemment identifié une enzyme inconnue, appelée TMCP2, capable de cliver les trois derniers acides aminés de la -tubuline pour générer une nouvelle modification appelée 3-tubuline. Ce projet vise à caractériser une nouvelle modification post-traductionnelle de la -tubuline, la 3-tubuline, générée par le clivage de ses trois derniers acides aminés via l'enzyme TMCP2. Nous chercherons à identifier les protéines interagissant spécifiquement avec cette modification et à élucider son rôle dans la régulation de la ciliogenèse, en nous appuyant sur des données préliminaires montrant une formation prématurée des cils en absence de TMCP2. En particulier, des approches combinant protéomique, microscopie de pointe et édition génomique éclaireront les mécanismes moléculaires contrôlés par la 3-tubuline. Enfin, des analyses in vivo chez des souris knock-out pour TMCP2 permettront d'évaluer la pertinence physiologique de cette modification. Afin d'analyser les mécanismes moléculaires et cellulaires régulés par la 3-tubuline, nous combinerons des approches protéomiques (spectrométrie de masse pour identifier les interacteurs de la 3-tubuline), de la microscopie avancée (imagerie de super résolution et imagerie en live pour étudier la localisation de 3-tubuline et TMCP2 in cellulo), et l'édition génomique (CRISPR-Cas9 pour générer des lignées cellulaires knock-out).

Nous recherchons un(e) candidat(e) titulaire d'un master en biologie cellulaire, biologie du développement ou biochimie, motivé(e) par les mécanismes moléculaires et la biologie des microtubules. Des compétences en culture cellulaire, microscopie, protéomique ou édition génomique (CRISPR-Cas9) seront appréciées. Le ou la candidat(e) devra faire preuve de rigueur, d'autonomie et d'un bon niveau d'anglais pour la rédaction scientifique et les échanges au sein du laboratoire et lors des conférences scientifiques. La curiosité et l'esprit d'équipe sont essentiels pour s'intégrer dans ce projet pluridisciplinaire.