Retour au formulaire de recherche

Bases moléculaires et structurales du dysfonctionnement de la protéine à sélénium SelN dans différentes formes de dystrophies musculaires congénitales

Unité de Recherche

UPR 9002 - Architecture et réactivité de l'ARN (IBMC)
15, rue Rene Descartes 67084 - Strasbourg Cedex

Équipe

Nom : Régulations post-transcriptionnelles et nutrition

Responsable : LESCURE Alain - a.lescure@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone du responsable : 03 88 41 71 06

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 2
- ITA : 1
- Doctorants : 1
- Post-Docs : 0
- Autres : 2

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Castets, P., Beuvin, M., Ferry, A., Le Grand, F., Castets, M., Chazaud, A., Rederstorff, M., Krol, A., Lescure, A., Romero, Guicheney, P. and Allamand, V. (2011) “Satellite loss and impaired muscle regeneration in Selenoprotein N deficiency” Hum Mol Genet, 20, 694-704.
2) Rederstorff M., Castets P., Arbogast S., Lainé J., Vassilopoulos S., Beuvin M., Dubourg O., Vignaud A., Ferry A., Krol A., Allamand V., Guicheney P., Ferreiro A. and Lescure A. (2011) “Increased Muscle Stress-Sensitivity Induced by Selenoprotein N Inactivation in Mouse: A Mammalian Model for SEPN1-Related Myopathy” PLoS One, 6, e23094. Epub 2011 Aug 8
3) Lescure, A., Castets, P., Grunwald, D., Allamand, V. & Howard, M. (2012) "Selenoprotein N: Its role in disease" In Selenium :Its Molecular Biology and Role in Human Health 3d Edition, Hatfield, Berry, Gladyshev Edt. Springer Verlag. 283-299

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : LESCURE Alain - a.lescure@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone : 03 88 41 71 06

Co-encadrant : non

Co-tutelle : oui

Co-Directeur : non

Concernant le sujet proposé :

Titre : Bases moléculaires et structurales du dysfonctionnement de la protéine à sélénium SelN dans différentes formes de dystrophies musculaires congénitales

Projet : Les travaux de notre équipe portent sur les réseaux de régulations contrôlés par les agents antioxydants, plus particulièrement le sélénium. Le sélénium est un oligo-élément essentiel associé à de nombreuses pathologies. Il est présent dans une famille de protéines sous la forme de sélénocystéine qui diffère de la cystéine par le seul atome de soufre remplacé par le sélénium. Au total 25 protéines contenant du sélénium ou sélénoprotéines ont été identifiées chez l'homme. Elles interviennent dans de nombreuses voies du métabolisme cellulaire en lien avec le contrôle du stress oxydant. La sélénocystéine présente dans le site catalytique leur confère une réactivité accrue.
La sélénoprotéine N ou SelN est la première protéine de la famille à avoir été associée à une maladie héréditaire chez l'homme : des mutations dans le gène SEPN1 codant pour SelN sont la cause de différentes formes de dystrophie musculaire congénitale (DMC). SelN est localisée dans le réticulum endoplasmique et bien que liée à une pathologie musculaire, elle est exprimée de façon ubiquitaire dans tous les tissus. La fonction moléculaire de SelN dans la cellule n'est pas encore connue, mais sa localisation dans le réticulum, suggère une implication dans l'un des processus lié à l'activité de ce compartiment (synthèse et modification de protéines sécrétées, synthèse des lipides, régulation du transport du calcium au cours de la contraction musculaire ...). La présence dans sa séquence d'un motif identique à celui trouvé dans le site actif des thioredoxine reductases, suggère que SelN est également une réductase, mais à ce jour ni les substrats ni les cofacteurs reconnus spécifiquement par SelN ne sont identifiés.

Déterminer la fonction de SelN est une étape essentielle à la compréhension des mécanismes pathogéniques et à la conception de stratégies thérapeutiques ciblées. Le but de ce projet de thèse est de réaliser des études structurales et moléculaires pour identifier l'activité catalytique de SelN, et d'analyser cette activité dans le contexte de voies du métabolisme ou de signalisations cellulaires. Des études structurales par cristallographie seront menées en collaboration avec une équipe de l'université de la Sarre pour déterminer les structures 3D de protéines SelN purifiées. Dans ce but des protéines SelN recombinantes humaine ou de poisson zèbre, conjointement à son orthologue bactérien identifié récemment, seront produites dans des systèmes d'expression bactériens ou de levure (P. pastoris). La connaissance du repliement 3D des différentes protéines aidera à identifier les acides aminés du site actif et à prédire la réaction catalysée par SelN. La structure 3D sera d'autre part, le support indispensable à l'interprétation de la perte de fonction de certaines protéines mutées identifiées dans les DMC mentionnées ci-dessus. Les protéines SelN recombinantes purifiées seront également utilisées pour mener des études in vitro de relation structure-fonction. Dans ce but, des expériences biochimiques d'interactions moléculaires seront réalisées par titration spectrophotométrique de substrats et de cofacteurs prédits sur la base d'analogies décrites dans la littérature. Les interactants ainsi caractérisés feront l'objet de tests enzymatiques in vitro.
Enfin, des études utilisant des cultures cellulaires permettront d'étudier et de replacer le rôle de la réaction catalysée par SelN dans les réseaux métaboliques ou de signalisation cellulaire. Cette analyse pourra être ensuite intégrée dans le contexte physiologique par l'utilisation d'un modèle animal de la pathologie, des souris transgéniques invalidées pour le gène Sepn1, modèle disponible dans le laboratoire.

Ce projet de thèse est développé dans le cadre d'une co-tutelle et d'un programme doctoral binational en Biologie Moléculaire Humaine entre les universités de Strasbourg et de la Sarre (Allemagne).

Compétences souhaitées : La participation à ce projet nécessite de bonnes connaissances en biologie structurale et en biologie moléculaire. Une bonne pratique de l'anglais est requise pour le travail en collaboration avec l'équipe allemande. Avant tout, nous recherchons un étudiant motivé et impliqué dans son travail.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : La formation inclura différents aspects liés à un projet de recherche (étude bibliographique, définition des objectifs et des stratégies expérimentales, mise en place des expériences, analyse critique des résultats, rédaction et mise en perspective). Les techniques en biologie moléculaire et structurale utilisées concernent : le clonage – l'expression de protéines recombinantes – la purification par chromatographie – la cristallogenèse et la cristallographie au rayons X.