Des condensats issus de la bio-ingénierie pour manipuler les organites cellulaires

Bioengineered condensates to manipulate membrane-bound organelles in cells

• Auteur / Autrice : Emma Pasquier
• Direction : Zoher Gueroui
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Analytique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Processus d'Activation Sélectif par Transfert d'Énergie Uni-électronique ou Radiatif
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Chimie Physique Biologique de la Marière Vivante
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole normale supérieure

Mots clés

Mots clés libres

Condensats cellulaires

Biologie cellulaire

Microscopie

Cellular condensates

Cell Biology

Microscopy

Résumé

L'organisation spatio-temporelle des composants cellulaires est fondamentale pour l'orchestration précise des processus biologiques. Dans le milieu complexe d'une cellule, divers condensats biomoléculaires et organites sont organisés de manière dynamique à la fois dans l'espace et dans le temps, ce qui permet d'assurer des fonctions cellulaires cruciales. Cette organisation régit des processus tels que l'expression des gènes, la signalisation et les mouvements intra-cellulaires, garantissant l'exécution des tâches cellulaires. La dérégulation de ce contrôle spatial et temporel a été impliquée dans des maladies telles que le cancer et la neurodégénérescence. Cependant, ces organites présentent des propriétés biochimiques et biophysiques très complexes, ce qui rend leur étude dans les cellules très difficile. Leur étude nécessite donc le développement de nouveaux outils, tels que des condensats artificiels aux propriétés spécifiques, dont l'étude pourrait être plus accessible et apporterait de nouvelles connaissances et des applications biotechnologiques. En combinant la biophysique, la bio-ingénierie moléculaire et la biologie cellulaire, notre équipe développe de nouveaux outils qui permettent la formation contrôlée de condensats de bio-ingénierie avec des compositions et des propriétés spécifiques dans les cellules. L'objectif principal du travail de doctorat sera d'utiliser les condensats de bio-ingénierie comme une nouvelle approche pour manipuler les organites dans les cellules vivantes et étudier les relations de cause à effet entre leurs propriétés biophysiques et leurs fonctions physiologiques. Un deuxième objectif sera d'utiliser les condensats issus de la bio-ingénierie pour interférer avec le métabolisme des lipides et de l'énergie, en particulier dans le contexte du cancer et des maladies neurodégénératives. La doctorante utilisera des techniques de pointe en biologie cellulaire, en bio-ingénierie moléculaire, en microscopie et en imagerie (y compris la fluorescence et l'analyse d'images) ainsi qu'en biophysique.

The spatiotemporal organization of cellular components is fundamental to the precise orchestration of biological processes. Within the complex milieu of a cell, various biomolecular condensates and membrane-bound organelles are dynamically organized in both space and time, enabling crucial cellular functions. This organization governs processes such as gene expression, signaling, and trafficking, ensuring the seamless execution of cellular tasks. Dysregulation of this spatial and temporal control has been implicated in diseases like cancer and neurodegeneration. However, these organelles exhibit highly complex biochemical and biophysical properties, which makes their study in cells very challenging. Thus, their investigation necessitates the development of novel tools, such as engineered condensates with specific properties, whose study could be more accessible and would bring novel insights and biotechnology applications. By combining biophysics, molecular bioengineering, and cell biology, our team develops novel tools that allow the controlled formation of bioengineered condensates with specific compositions and properties in cells. The primary objective of the PhD work will be to utilize bioengineered condensates as a novel approach to manipulate organelles within living cells and investigate the causal relationships between their biophysical properties and physiological functions. A second goal will be to utilize bioengineered condensates to interfere with lipid and energy metabolism, particularly in the context of cancer and neurodegenerative diseases. The PhD student will employ state- of-the-art techniques in Cell Biology, Molecular Bioengineering, Microscopy, and Imaging (including Fluorescence and Image analysis) as well as Biophysics.