Thèse Visualiser la Traduction des Arnm dans les Cellules Vivantes 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 : Edouard BERTRAND ORCID 0000000296427994 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 La traduction est une étape fondamentale de l'expression des gènes qui permet une grande partie de la régulation génique, que ce soit au niveau d'un ARNm spécifique ou de l'ensemble du transcriptome. Les chercheurs ont déployé des décennies d'efforts pour développer des technologies permettant de mesurer la traduction. Nous avons maintenant des méthodes biochimiques puissantes, telles que le Ribo-Seq, Nous disposons également de méthodes de microscopie pour visualiser la traduction de molécule uniques d'ARNm, qui ont été développées par plusieurs équipes dont la nôtre (1). Ces méthodes ont profondément changé l'étude de la traduction. Cependant, malgré ces progrès importants, il est toujours aussi difficile de visualiser la traduction du transcriptome dans son ensemble. Or, ceci est très important car la traduction est régulée à l'échelle du transcriptome entier par des voies cellulaires clés telles que la signalisation mTOR, qui régule la croissance cellulaire en fonction des nutriments. En visualisant de manière globale la traduction dans les cellules vivantes, il sera possible de dire quand et où la traduction se produit, et ainsi d'accéder à de nouvelles informations, telles que: (i) la variation de la quantité de synthèse protéique d'une cellule à l'autre; (ii) la régulation temporelle de la traduction au niveau de cellules uniques; (iii) l'identification des compartiments intracellulaires dans lesquels la traduction se produit.
L'objectif général de la thèse est de développer et d'utiliser une nouvelle méthode qui permet de visualiser la traduction de manière globale, à l'échelle du transcriptome entier et dans des cellules vivantes. Ce sera une avancée décisive et nous prévoyons que cela aura un impact important pour comprendre la régulation de l'expression des gènes. Pour ce faire, le candidat développera un biosenseur fluorescent qui s'allume lorsque les sous-unités ribosomales se joignent au début de la traduction d'un ARNm, et qui s'éteint lorsque les sous-unités ribosomales se séparent après la fin de la traduction. Notre équipe a développé ce type de biosenseur dans la levure et nous avons observé qu'il est très performant pour visualiser la traduction dans les cellules vivantes (Figure 1). L'objectif de la thèse sera de l'implémenter dans des cellules humaines et de l'utiliser pour visualiser la traduction dans des neurones, normaux ou ayant des mutations entrainant la pathologie du X fragile (FXS). En effet, cette pathologie est lié à la sous-expression de la protéine FMR1, qui régule la traduction de nombreux ARNm dans les neurones, dans le soma ou les dendrites. Ce biosenseur permettra de caractériser facilement et rapidement la régulation traductionnelle dans les cellules vivantes, supprimant ainsi un goulot d'étranglement persistant pour l'étude de la régulation de l'expression des gènes, et permettant de mieux comprendre la maladie FXS.Les objectifs spécifiques de la thèse sont les suivants:
1-Développement du biosenseur traductionnel dans les cellules humaines.
2-Utilisation du biosenseur traductionnel dans les neurones pour comprendre le FXS.
La traduction est une étape fondamentale de l'expression des gènes qui permet une grande partie de la régulation génique, que ce soit au niveau d'un ARNm spécifique ou de l'ensemble du transcriptome. Les chercheurs ont déployé des décennies d'efforts pour développer des technologies permettant de mesurer la traduction. Nous avons maintenant des méthodes biochimiques puissantes, telles que le Ribo-Seq, Nous disposons également de méthodes de microscopie pour visualiser la traduction de molécule uniques d'ARNm, qui ont été développées par plusieurs équipes dont la nôtre (1). Ces méthodes ont profondément changé l'étude de la traduction. Cependant, malgré ces progrès importants, il est toujours aussi difficile de visualiser la traduction du transcriptome dans son ensemble. Or, ceci est très important car la traduction est régulée à l'échelle du transcriptome entier par des voies cellulaires clés telles que la signalisation mTOR, qui régule la croissance cellulaire en fonction des nutriments. En visualisant de manière globale la traduction dans les cellules vivantes, il sera possible de dire quand et où la traduction se produit, et ainsi d'accéder à de nouvelles informations, telles que: (i) la variation de la quantité de synthèse protéique d'une cellule à l'autre; (ii) la régulation temporelle de la traduction au niveau de cellules uniques; (iii) l'identification des compartiments intracellulaires dans lesquels la traduction se produit.
L'objectif général de la thèse est de développer et d'utiliser une nouvelle méthode qui permet de visualiser la traduction de manière globale, à l'échelle du transcriptome entier et dans des cellules vivantes. Ce sera une avancée décisive et nous prévoyons que cela aura un impact important pour comprendre la régulation de l'expression des gènes. Les objectifs spécifiques de la thèse sont les suivants:
1-Développement du biosenseur traductionnel dans les cellules humaines. Le premier but sera de tester différentes versions du biosenseur pour optimiser sa sensibilité. Ceci se fera en construisant des lignées cellulaires HEK293 exprimant le biosenseur de manière stable par CRISPR knock-in. Le deuxième but sera de mesurer la variabilité de la traduction d'une cellule à l'autre, les variations de traduction le long du cycle cellulaire, ainsi que d'identifier les compartiments intra-cellulaires où la traduction a lieu (2).
2-Utilisation du biosenseur traductionnel dans les neurones pour comprendre le FXS. La localisation des ARNm dans des compartiments sub-cellulaires joue un rôle important dans la cellule (2, 3, 4). Dans les neurones, la traduction locale de certains ARNm dans les dendrites et les axones joue un rôle essentiel dans les fonctions neuronales (5). Ainsi, plusieurs maladies neurologiques d'origine génétique sont causées par une altération de la traduction locale au niveau des synapses, comme dans le cas du FXS. Des cellules ES seront modifiées par CRISPR knock-in pour introduire le biosenseur, et ces cellules seront différenciées en neurones pour mesurer la dynamique de la traduction au niveau des synapses, avant et après leur activation, et en comparant des neurones sauvages à des neurones mutants FXS. Ceci aidera à comprendre comment la traduction locale contribue à la fonction neuronale, et comment une modification de ce processus conduit à des maladies comme le FXS.

Le/La candidat(e) doit avoir une Maîtrise de Biologie avec de bonnes connaissances en Biologie Moléculaire et Cellulaire. Il/elle doit être curieux et motivé par la recherche fondamentale, tant au niveau théorique qu'expérimental. Il/elle travaillera dans une institution où la recherche est de haut niveau, et il est attendu qu'il/elle s'implique à un degré élevé dans son projet de recherche.

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