Thèse Rôle Épigénétique des Protéines de Type Prion dans l'Émergence et la Stabilité de la Multicellularité chez Saccharomyces Cerevisiae H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé Laboratoire de recherche : IGMM - Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier Direction de la thèse : Fabrice CAUDRON ORCID 0000000151591507 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 L'émergence de la multicellularité figure parmi les transitions évolutives les plus marquantes de l'histoire du vivant, mais ses mécanismes initiaux restent en grande partie énigmatiques. Les travaux de Ratcliff et al. (2012) ont montré, grâce à l'évolution expérimentale, que cette transition pouvait survenir rapidement chez l'organisme modèle Saccharomyces cerevisiae : une simple mutation génétique suffit à générer des 'snowflakes', des agrégats multicellulaires plus lourds que les cellules unicellulaires, sélectionnés par sédimentation rapide. Ce modèle expérimental offre une opportunité unique pour décrypter les bases moléculaires de l'émergence de la multicellularité, en partant d'un organisme unicellulaire classique.
Pourtant, les mécanismes sous-jacents à la formation et au maintien de ces structures restent mal compris. Une hypothèse émergente, encore peu explorée dans ce contexte, suggère que les protéines de type prion pourraient jouer un rôle central. Ces protéines, capables de former des conformations amyloïdes transmissibles, pourraient non seulement favoriser la formation de condensats protéiques, mais aussi moduler l'expression de gènes impliqués dans l'adhésion cellulaire et la différenciation. En effet, le prion [MOT3+], formé par le facteur de transcription Mot3, régule de manière héritable l'acquisition de la multicellularité chez S. cerevisiae. Cette découverte ouvre la voie à l'étude de mécanismes épigénétiques similaires dans d'autres souches ou conditions environnementales.
Ce projet de thèse vise donc à élucider le rôle épigénétique des protéines prions dans l'émergence et la stabilité du phénotype 'snowflake'. L'objectif est double : d'une part, identifier les protéines prions et leurs partenaires impliqués dans la formation et le maintien de ces structures, et d'autre part, comprendre comment ces protéines participent à la transition unicellulaire/multicellulaire. Pour cela, nous combinerons des approches de génétique, de biologie cellulaire, de biochimie et d'évolution dirigée. Nous utiliserons des souches mutantes dépourvues de domaines prions ou présentant un knock-out complet pour des protéines candidates, ainsi que des perturbations de la protéostase via l'inhibition des chaperones. En parallèle, nous étudierons l'évolution dirigée de souches 'naïves' sous pression de sédimentation pour tester si l'émergence spontanée de multicellularité peut être induite ou retardée par des perturbations génétiques ou environnementales. Les analyses de microscopie à fluorescence et de spectrométrie de masse permettront de localiser les protéines prions, de visualiser la formation de condensats, et d'identifier les réseaux d'interactions protéiques au sein des 'snowflakes'.
Ce projet pourrait fonder une nouvelle compréhension des transitions évolutives majeures, en mettant en lumière le rôle clé de l'épigénétique et des protéines prions dans la régulation de la multicellularité. L'originalité de cette approche réside dans son angle rétrospectif : plutôt que d'étudier des organismes déjà multicellulaires, nous partons d'un organisme unicellulaire pour décrypter les étapes initiales de cette transition, en nous focalisant sur des mécanismes encore peu explorés comme ceux des protéines prions et de leur héritabilité conformationnelle.
Prion like proteins and their capacity to form condensates have recently emerged as powerful epigenetic tools used by the cell to tune transcriptional and translational adaptation to stresses. Here, we aim to understand whether these condensate-prone proteins contribute to the evolutionary transition from uni-cellular to multi-cellular organisms.

Master 2 en biologie cellulaire/moléculaire ou équivalent.
Expérience de travail avec la levure serait souhaitable.