Doctorant en Biochimie Physique et Analyse d'Images H/F - 75

Le réseau de microtubules est le support de fonctions essentielles dans la cellule. Il assure le transport intracellulaire et la séparation des chromosomes au cours de la division. Ces fonctions sont conservées dans les cinq règnes du monde eucaryote. En dépit de leur importances vitales, la compréhension de ces mécanismes reste très superficielle en raison de la complexité architecturale, dynamique et moléculaire du réseau. La superposition de nombreux systèmes moléculaires de construction et de régulation empêche de décrire les mécanismes élémentaires qui dirigent le fonctionnement du réseau. Cependant, certaines règles ont pu être révélées grâce à la reconstitution du réseau in vitro. En isolant les microtubules et un nombre limité de protéines purifiées, les mécanismes de croissance des microtubules, de déplacement des vésicules et de production de force sur les chromosomes ont pu être décris avec précision. Mais l'assemblage du fuseau mitotique n'a jamais pu être réalisé et c'est l'objet du sujet proposé.

Les objectifs expérimentaux du doctorat seront donc 1- d'induire une orientation et un tri des microtubules par les moteurs sans les contraindre à diffuser sur une surface mais dans tout le volume de l'expérience, 2- identifier les conditions pour associer des réseaux contractiles et extensibles en réponse aux deux types de moteurs utilisés, 3- d'encapsuler ce système dans une vésicule de taille contrôlée afin d'induire une structure bipolaire.

Dans un premier temps, un développement méthodologique sera nécessaire pour implémenter un dispositif microfluidique adéquat au laboratoire afin de produire des vésicules lipidiques de tailles et de contenus contrôlés.

Dans un deuxième temps nous mettrons au point les conditions biochimiques pour ancrer les moteurs à de petites vésicules lipidiques afin de limiter leur diffusion en 3D tout en permettant leur transport et leur capacité d'organiser les microtubules. Nous étudierons alors comment les deux types de moteurs peuvent induire des comportements contractiles ou extensibles, et identifieront les conditions d'association des deux moteurs pour permettre aux deux comportements de co-exister.

Dans un troisième temps, nous encapsuleront le système et varieront les tailles relatives des compartiments (goutte ou vésicule) et des microtubules afin d'obtenir la création d'un nombre contrôlé de domaines de moteurs et ainsi d'induire une polarisation, ou une bi-polarisation du système.