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CNRS 
Architectures nanométriques formées par des peptides: étude des déterminants moléculaires et physicochimiques guidant les processus
CNRS-CEA-Université Paris Sud, gif-sur-yvette
I2BC
Physical Chemistry Biology 
Full Description:

Architectures nanométriques formées par des peptides: étude des déterminants moléculaires et physicochimiques guidant les processus

Le monde du vivant présente de nombreux exemples d'assemblages protéiques jouant un rôle important dans des fonctions cellulaires aussi primordiales que le transport actif, la division cellulaire, le déplacement des organismes unicellulaires…etc. De plus, dans le domaine des nanotechnologies, les scientifiques sont de plus attirés par les stratégies d’assemblage mises en place par la Nature pour aboutir à la formation de nouvelles nano-architectures.
Les interactions maintenant ces édifices macromoléculaires sont toutes non-covalentes. C’est la sommation de ces multiples interactions de faible énergie qui confère leur stabilité à ces édifices, mais aussi leur flexibilité. Pour aborder ces mécanismes d’assemblage, une des voies possibles est l’étude de systèmes simples modèles qui permettent de disséquer les mécanismes précis d’assemblage. Ainsi, il a récemment été montré que nombreuses hormones peptidiques étaient stockées à très forte concentration dans les vésicules de sécrétion avant d’être libérées hors des cellules endocrines lors d’un stimulus spécifique. À l’intérieur de ces vésicules de sécrétion, les hormones sont stockées sous forme d’amyloïdes réversibles.
Dans l’équipe, nous étudions le comportement d'hormones peptidiques en solution, pour comprendre comment se mettent en place ces édifices supramoléculaire et pour créer de nouveaux « bio-nano-matériaux". Le sujet de thèse porte sur l’étude de la gonadoréline et d’analogues de la gonadoréline formant spontanément dans l’eau des structures auto-assemblées et nano-structurées. Il s'agira de comprendre les déterminants moléculaire et physicochimique guidant ces assemblages.
Plus précisément, nous cherchons à comprendre les structures formées du niveau moléculaire au niveau supramoléculaire ainsi que les différentes étapes aboutissant aux architectures finales. Il faut pour cela étudier les systèmes à la fois par des approches moléculaires (spectroscopies électroniques et vibrationnelles), des approches structurales diffusion de rayonnement (lumière, rayons X), diffraction de rayons X et des approches microscopiques (microscopies optiques et électroniques). Les expériences de diffusion et/ou de diffraction des Rayons X seront réalisées soit à Rennes dans l’équipe de Franck Artzner soit sur synchrotron à Soleil (Gif-sur-Yvette) ou à l’ESRF (Grenoble).
Le travail portera sur une hormone peptidique, la gonadoréline et des analogues thérapeutiques de cette molécule. Chacune de ces molécules très proches d’un point de vue chimique possèdent des propriétés d’assemblages, cependant les architectures finales ne sont pas toutes identiques. Il s’agira donc de comprendre, d’un point de vue chimique mais aussi physicochimiques les raisons de ces différences.

Ce sujet requiert curiosité et ténacité de la part de l'étudiant qui travaillera au sein d'un réseau d'équipes de physiciens, chimistes, biochimistes et biophysiciens. De plus, notre équipe travaille en étroite collaboration avec le groupe pharmaceutique Ipsen ce qui amènera l'étudiant en charge de ce projet à exposer régulièrement ses résultats devant notre partenaire industriel.

BIBLIOGRAPHY

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Pouget E, Dujardin E, Cavalier A, Moreac A, Valery C, Marchi-Artzner V, Weiss T, Renault A, Paternostre M, Artzner F: Hierarchical architectures by synergy between dynamical template self-assembly and biomineralization. Nature Materials 2007, 6(6):434-439.

Valery C, Artzner F, Robert B, Gulick T, Keller G, Grabielle-Madelmont C, Torres ML, Cherif-Cheik R, Paternostre M: Self-association process of a peptide in solution: From beta-sheet filaments to large embedded nanotubes. Biophysical Journal 2004, 86(4):2484-2501.

Valery C, Paternostre M, Robert B, Gulik-Krzywicki T, Narayanan T, Dedieu JC, Keller G, Torres ML, Cherif-Cheikh R, Calvo P et al: Biomimetic organization: Octapeptide self-assembly into nanotubes of viral capsid-like dimension. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2003, 100(18):10258-10262.

 



Posted on: 02 February 2015Deadline to apply: 15 July 2015Start Date: 01 October 2015 Duration: 36 months
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