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Etudes Fonctionnelles Et Structurales Des Complexes Des Adn Topoisomérases Humaines Avec Des Molécules Utilisées En Chimiothérapie Des Cancers

Reference : PhD Valérie LAMOUR

Publication de l'offre : 6 avril 2016

Les topoisomérases sont des éléments essentiels de la vie des cellules procaryotes et eucaryotes qui interviennent dans la réplication, la recombinaison, la réparation et également dans la transcription de l’ADN. Le projet de recherche proposé porte sur les études fonctionnelles et structurales des topoisomérases procaryotes et humaines (Top2), cibles avérées de traitements antibactériens et anticancéreux. L’importance de l’isoforme Top2a dans la réplication cellulaire en fait une cible de choix pour les chimiothérapies utilisant en particulier des molécules telles que l’étoposide et la doxorubicine. Ces composés stabilisent les complexes topoisomérase / ADN qui sont ensuite transformés en lésions permanentes de l’ADN, occasionnant la mort cellulaire.

Nous avons entrepris dans le laboratoire une étude fonctionnelle et structurale des topoisomérases humaines, des macromolécules d’environ 340kDa, et de leurs complexes associés (partenaires protéiques et ADN) ciblés par les composés utilisés en chimiothérapie. Des travaux sur l’enzyme homologue procaryote ont permis de maîtriser les difficultés techniques inhérentes à ces complexes (Papillon et al., Nucleic
Ac. Res. 2013). Nous disposons d’un système de surexpression dans la levure Saccharomyces cerevisiae des isoformes Top2 et Top2β permettant d’obtenir des quantités d’enzyme active compatibles avec des études structurales. Des tests enzymatiques et fonctionnels ont été mis au point pour suivre la qualité des échantillons et mener des études biochimiques sur le mécanisme d’action de ces enzymes. Jusqu’à ce jour aucune information structurale complète n’était disponible pour les deux isoformes et leur complexes cellulaires.

Nous travaillons actuellement sur lesstructures tridimensionnelles des topoisomérases humaines entières et en complexe avec des ADN et cofacteurs qui seront utilisées commeplateforme pour construire des complexes plus larges avec des protéines partenaires.

Dans ce contexte, l’objectif de cette proposition de thèse est d’étudier l’architecture des complexes associés aux ADN topoisomérases humaines visées par des médicaments. Une première reconstruction 3D de la Top2 humaine avec un ADN a été obtenue par microscopie électronique qui permettra à l’étudiant de démarrer cette étude sur la base de données préliminaires. Des séquences d’ADN avec des longueurs variables, sensibles aux molécules thérapeutiques ont été conçues et permettront d’obtenir des complexes avec une stabilité optimale. Les Top2 font partie de grands complexes impliqués dans la régulation de la transcription et de modification de la chromatine. Des interactions directes avec des facteurs de régulation de la transcription ont été reportées et seront utilisées reconstituer les complexes pour des études fonctionnelles et structurales, notamment en complexe avec les récepteurs nucléaires, dont nous disposons dans le département de protéines recombinantes purifiées .

Cette thèse s’effectuera à l’IGBMC dans l’équipe de Valérie Lamour/Marc Ruff (Département de Biologie Intégrative, IGBMC) sous la direction de Valérie Lamour, avec le soutien technique d’ingénieurs de recherche en biochimie et microscopie ainsi de la plateforme de Biologie Structurale. Cette thématique fait l’objet de collaborations avec des laboratoires de spectrométrie de masse et de chimie à Strasbourg. Une combinaison de
cryo-microscopie électronique, de cristallographie et de techniques biophysiques,sera utilisée pour déterminer l’architecture des complexes associés aux topoisomérases en complément de tests fonctionnels développés dans le laboratoire. Nous collaborons également avec l’équipe de Caroline Austin (Univ Newcastle, UK) pour la caractérisation des interactions avec les composés thérapeutiques dans des lignées cellulaires cancéreuses.

- COMPETENCES SOUHAITEES : Le/la candidat(e) de formation scientifique devra être titulaire d’un Master en Sciences de la Vie avec des connaissances en biochimie, biophysique ou chimie-biologie, et éventuellement des notions en biologie structurale (microscopie électronique, cristallographie des protéines). Il/elle devra montrer une forte motivation pour la recherche aux interfaces chimie-biologie-physique. Une connaissance de l’anglais scientifique et une capacité pour le travail en équipe est souhaitée.

- EXPERTISES QUI SERONT ACQUISES AU COURS DE LA FORMATION : L’étudiant(e)sera formé à la biochimie (purification de protéines semi-préparative, tests topologiques, enzymologie de base et outils de biologie moléculaire) ainsi qu’aux principales techniques de biologie structurale (microscopie électronique, cristallographie) et autres techniques biophysiques en fonction du déroulement du projet. L’étudiant(e) sera amené à
présenter ses travaux dans le cadre de séminaires de laboratoire, de conférences internationales et participera à des cours et workshops dans le cadre de l'Ecole Doctorale et de l'IGBMC.

Votre candidature

Date limite de candidature : 31 décembre 2016

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