Thèse : Etude des paramètres cinétiques de la synthèse des protéines par des méthodes optiques à l’échelle de la molécule unique

Thèse financée par une bourse CNRS interdisciplinaire Institut de Physique/Institut des Sciences Biologiques. Voir site web du CNRS : www.cnrs.fr ou lien direct vers notre offre INP4 : https://www2.cnrs.fr/DRH/doctorants-10/ ?pid=4&action=view&id=275

Candidatures à déposer avant le 30 avril 2010

Directeur de thèse : Nom : Westbrook Prénom : Nathalie Grade : PR1 Tél ; fax : 01 64 53 33 41 /3101 Courriel : Nathalie.westbrook@institutoptique.fr

Nom du Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry de l’Institut d’Optique Code d’identification (UMR,UPR,…) :UMR8501 Nom du Directeur :Christian Chardonnet Site Internet : www.atomoptic.fr Adresse : 2 avenue Fresnel, 91127 Palaiseau cedex Lieu du stage : LCFIO

TITRE DE LA THESE : Etude des paramètres cinétiques de la synthèse des protéines par des méthodes optiques à l’échelle de la molécule unique

Résumé : Le ribosome est la machine moléculaire qui fabrique les protéines dans toutes les cellules (traduction). L’étude de sa structure, seul ou complexé avec différents facteurs impliqués dans le processus de traduction, a d’ailleurs valu le prix Nobel de Chimie 2009. Malgré la puissance de ces techniques cristallographiques ainsi que des techniques biochimiques traditionnellement utilisées par les biologistes pour élucider le mécanisme complexe suivi par le ribosome, il reste de nombreuses zones d’ombres. En particulier, la dynamique du processus reste mal comprise. C’est là que le physicien peut apporter sa contribution en proposant des techniques à l’échelle de la molécule unique qui vont permettre de mesurer les distributions des grandeurs caractérisant le mouvement du ribosome, là où les autres méthodes donnent uniquement des valeurs moyennes. Nous avons déjà mis au point un ribosome possédant une protéine modifiée pour y fixer un nanocristal semi-conducteur afin de l’observer par microscopie de fluorescence. La technique que nous avons choisie est la microscopie de fluorescence par réflexion totale interne, afin de suivre de nombreuses molécules uniques en une seule prise de données, ce qui nous a déjà permis d’évaluer la distribution des vitesses d’un ensemble de ribosomes uniques lors d’une traduction complète de protéines. La thèse proposée ici s’inscrit dans le prolongement de ces travaux. En collaboration étroite avec une équipe de biologistes du CGM à Gif sur Yvette, nous chercherons à caractériser plus finement la cinétique du ribosome. Pour cela, nous introduirons des marqueurs fluorescents supplémentaires sur le trajet du ribosome. Ceux-ci nous donneront des « temps de passage » à des endroits clés de la traduction. Ces endroits seront dans un premier temps simplement le début et la fin du brin d’ARN à traduire. Ensuite, nous introduirons des structures particulières sur ce brin, connues pour induire un décalage de la phase de lecture du ribosome. L’étudiant aura idéalement une formation à l’interface entre la physique et la biologie, et un savoir-faire en optique instrumentale. Il sera amené à travailler en étroite collaboration avec les biologistes, sur le plan théorique, pour la compréhension des phénomènes et l’analyse des données mais aussi sur le plan expérimental pour la préparation des échantillons. La proximité géographique des deux laboratoires facilitera grandement cette interaction. Finalement, il sera aussi amené à utiliser des techniques microfluidiques pour la préparation des échantillons.

Ecole Doctorale de rattachement : Ecole Doctorale Ondes et Matière (EDOM) Thèse financée par une bourse du CNRS (offre INP4 sur site www.cnrs.fr)

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