Développement de stratégies analytiques et bioinformatiques en protéomique quantitative : le défi de la quantification de protéines présentes à l’état de traces dans des mélanges biologiques d’extrêmes dynamique et complexité

Development of analytical and bioinformatics strategies in quantitative proteomics : the challenge of quantifying trace-level proteins in biological mixtures of extreme dynamics and complexity

• Auteur / Autrice : Nicolas Pythoud
• Direction : Christine Carapito
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 04/12/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascale Romby
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Carapito, Pascale Romby, Hélène Rogniaux, Charles Pineau, Thierry Rabilloud, Francis Bitsch
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Rogniaux, Charles Pineau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bioinformatique

Interactions protéine-protéine

Analyse qualitative (chimie)

Spectrométrie de masse

Protéomique

Mots clés libres

Analyse protéomique quantitative

Spectrométrie de masse

Acquisition indépendante des données (DIA)

Quantitative proteomic analysis

Mass spectrometry

Data-Independent Acquisition (DIA)

Résumé

Les stratégies de protéomique quantitative sont très attractives pour l’étude des systèmes biologiques au niveau protéique. Elles peuvent être scindées en trois grandes catégories : les stratégies globales, les stratégies ciblées et les stratégies DIA qui combinent les avantages des deux premières. Ce travail de thèse est axé sur le développement de stratégies analytiques et bioinformatiques en protéomique quantitative, afin d’améliorer la quantification de protéines présentes à l’état de traces. La première partie de mon travail a consisté à optimiser différentes étapes du protocole analytique en me concentrant tout particulièrement sur le mode d’acquisition DIA et le traitement de ces données complexes. Par la suite, différentes méthodes de quantification ont été éprouvées dans plusieurs contextes biologiques afin de répondre au mieux aux problématiques posées. Enfin, différentes stratégies analytiques ont été développées pour étudier les interactions protéine-protéine, afin de mieux appréhender certains processus biologiques, à savoir la biogénèse du ribosome et la régulation des ARNm.

Quantitative proteomics strategies are very attractive for the study of biological systems at the protein level. They can be divided into three main categories: global strategies, targeted strategies and DIA strategies that combine the advantages of both. This PhD work is focused on the development of analytical and bioinformatics strategies in quantitative proteomics for improving the quantification of trace-level proteins. My first focus consisted in optimizing different steps of the analytical protocol by focusing on the DIA acquisition mode and the processing of these complex data. Subsequently, different quantification methods have been evaluated in several biological contexts to properly address the issues involved. Finally, different analytical strategies have been developed to study protein-protein interactions to better understand various biological processes, namely ribosome biogenesis and mRNA regulation.