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Amyloïdes fonctionnels, adaptation bactérienne et nouveaux antibiotiques

Spécialité

Biophysique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

28-03-2019

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

ARLUISON Veronique
+33 1 69 08 32 82

Résumé/Summary

Le projet porte sur l’analyse de l’autoassemblage d’une protéine bactérienne impliquée dans la réponse aux changements environnementaux auxquels la bactérie doit faire face lors de la colonisation de l'hôte. Bloquer la fonction de cette protéine ouvre une voie pour développer de nouveaux antibiotiques et fait l'objet de ce stage.

Sujet détaillé/Full description

Le projet proposé porte sur l’analyse de l’autoassemblage d’une protéine bactérienne appelée Hfq, interagissant avec les acides nucléiques. Cette protéine est impliquée dans la réponse aux changements environnementaux, auxquels la bactérie doit faire face lors de la colonisation de l'hôte. Seule cette adaptation permet la progression de l'infection. Bloquer la fonction de Hfq ouvre donc une voie pour développer de nouveaux antibiotiques. Cette fonction dépend de l’autoassemblage de Hfq, reposant sur la formation d’une structure amyloïde, c’est à dire impliquant la formation de feuillets β intermoléculaires résultant en des structures fibrillaires. Dans le cas de Hfq, ce type de structure est appelée amyloïde fonctionnel car elle aide à maintenir l'état physiologique normal de la cellule. Le terme fonctionnel est utilisé par opposition aux amyloïdes «toxiques» retrouvés lors de maladies neurodégénératives. La formation des fibres amyloïdes et leur structure locale (empilements de brins β) peuvent être caractérisées par différentes approches de biophysique dont les techniques de le dichroïsme circulaire sur synchrotron SRCD (pour accéder à une gamme d’UV lointains), de diffusion des rayonnements X et neutrons (diffraction et diffusion aux petits angles), de spectroscopie de fluorescence ou de microscopie moléculaire (TEM/AFM). Ces approches ont été utilisées avec succès sur Hfq et ont fait l’objet de plusieurs publications. Récemment, nous avons observé que certains composés connus pour empêcher l'autoassemblage des amyloïdes formés au cours de pathologies neurodégénératives sont capables d'affecter la fibrillation Hfq et la survie de la bactérie. Cette approche pour développer une nouvelle classe d’antibiotiques.
Principales techniques concernées: Le projet portera sur le développement de techniques expérimentales en vue de caractériser les nanostructures de Hfq en présence de ces composés. Pour cela nous comptons utiliser les différentes méthodes de biophysique précitées. En terme de structure secondaire, nous avons pu mettre en évidence une signature caractéristique des fibres amyloïdes par SRCD. Les structures formées seront analysées par microscopie moléculaire, diffraction et diffusion aux petits angles et microcalorimétrie. En se basant sur les données biophysiques obtenues, nous étudions également le repliement et le comportement dynamique de cette région dans le cadre d'une collaboration avec le groupe de P. Tuffery (Univ. Paris Diderot). L’analyse de la dynamique d’assemblage permettra d’aider à l’optimisation in silico des composés. Les analyses in silico et in vitro permettront de cribler des inhibiteurs et d’évaluer leur efficacité (mesures de concentrations inhibitrices des composés, IC50).

Quelques publications récentes sur le sujet (noms des étudiants du groupe impliqués avec une *)
1. Malabirade*, A., Jiang, K., Kubiak*, K., Diaz-Mendoza*, A., Liu, F., van Kan, J. A., Berret, J. F., Arluison, V., and van der Maarel, J. R. C. (2017) Nucleic Acids Res 45, 7299-7308
2. Malabirade, A.*, Morgado-Brajones, J.*, Trepout, S., Wien, F., Marquez, I., Seguin, J., Marco, S., Velez, M., and Arluison, V. (2017) Sci Rep 7, 10724
3. Partouche, D*., Malabirade, A*., Bizien, T., Velez, M., Trepout, S., Marco, S., Militello, V., Sandt, C., Wien, F., and Arluison, V. (2018) Methods Mol Biol 1737, 321-340 (Eds. Springer ; ISBN: 978-1-4939-7633-1)

Voir aussi faits marquants IRAMIS et actualités synchrotron SOLEIL :
http://iramis.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=fait_marquant&id_ast=2789
https://www.synchrotron-soleil.fr/fr/actualites/amyloides-fonctionnels-et-adaptation-bacterienne

Mots clés/Keywords

Microbiologie, Biochimie

Compétences/Skills

Dichroïsme circulaire sur synchrotron SRCD (pour accéder à une gamme d’UV lointains), Diffusion des rayonnements X et neutrons (diffraction et diffusion aux petits angles), Spectroscopie de fluorescence ou de microscopie moléculaire (TEM/AFM), Microcalorimétrie, Modélisation moléculaire

Traitement de données pour calcul scientifique

Spécialité

Génie logiciel

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

20-03-2019

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

JORGJI Emiljana
+33 1 69 08 59 28

Résumé/Summary

Exploration de données neutroniques à travers le langage Python et le framework Mantid.

Sujet détaillé/Full description

Le but de ce stage est d’accueillir, au sein du Groupe Systèmes d’Information (GSI) du Laboratoire Léon Brillouin (LLB), un/e étudiant/e en Master 2 informatique souhaitant s’orienter vers le traitement et la réduction massive de données.
Aujourd’hui le LLB compte différents outils logiciels répondant ponctuellement et séparément aux besoins de traitement de données d’acquisition d’expériences, selon l’axe scientifique de l’expérimentateur. A moyen terme il sera nécessaire de mutualiser les moyens humains et matériels, afin de mieux couvrir les besoins des physiciens, pour leur permettre une exploration rapide des données en sortie d’expérience, tout en leur laissant la liberté d’enrichir une bibliothèque de fonctions de calcul accessible à tous.
Depuis 2015 le LLB a vu sa mission se transformer et faire apparaître des besoins clairs de réorganisation, traitement et analyse des données pour les expériences menées aussi bien par les instruments qu’il gère, que par d’autres instruments dans la monde. Ceci implique l’homogénéisation des outils logiciels avec la communauté neutronique européenne afin de fluidifier la réception des données et d’en faciliter l’étude.
Ce contexte représente une bonne opportunité d’immersion professionnelle dans l’informatique fondamentale et le calcul scientifique. Le/la stagiaire commencera par faire un rapide état de l’art des efforts existants, ensuite il/elle proposera une trame d’organisation des données et de la future bibliothèque de traitement, enfin il/elle poursuivra avec le développement de scripts Python et la prise en main de la plateforme Mantid en parallèle. Il/elle sera autonome dans l’organisation de son projet de stage et sera accompagné/e par sa référente pour tout échange avec les équipes scientifiques.

Mots clés/Keywords

calcul scientifique, Python, Mantid, NetCDF/HDF5

Compétences/Skills

Master 2 ingénierie informatique, bonne connaissance du langage C et bonnes bases en mathématiques, connaissance de Python.

Logiciels

C, Python, Mantid

 

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