OFFRES DE STAGE M2 MBVB RP 2015

1 OFFRES DE STAGE M2 MBVB RP 2015-­‐2016, spécialités Microbiologie et Biologie et Biotechnologie Végétales 28 propositions -­‐ 22 en M, 6 en BBV Sujets
Signal rétrograde et productivité végétale
Les plantes, et plus largement les organismes photosynthétiques, adaptent l’expression
des gènes nucléaires en fonction de l’intensité lumineuse perçue par le chloroplaste. Ce
processus est connu sous le nom de « signal rétrograde ». Différents effecteurs de ce
signal ont été mis en évidence, comme les espèces réactives de l’oxygène (ROS : 1O2,
H2O2), les dérivées des chlorophylles, des hèmes ou des caroténoïdes, ou l’état redox du
chloroplaste (plastoquinones, thioredoxines). Les modalités de transduction de ce signal
sont cependant méconnues, de même que l’interaction entre les différentes voies de
signalisation. Le projet de recherche propose une étude comparative de deux mutants de
l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii récemment publiés: le mutant de Mg-chelatase
gun4 (gun = genome uncoupled) et le mutant de l’oxidase chloroplastique ptox2 (ptox =
plastid terminal oxidase). Jusqu’à présent, PTOX2 n’a pas été reportée avoir d’influence
sur la signalisation rétrograde, mais uniquement sur l’état redox du pool de
plastoquinones. Sous certaines conditions, le mutant ptox2 accumule cependant de la
protoporphyrine IX. Cela démontre une déstabilisation de la voie de biosynthèse des
chlorophylles et des hèmes, et établit peut être un premier lien avec l’état redox des
plastoquinones et la production de ROS dans la transduction du signal rétrograde.
Profil du stage : Biologie végétale
Etude fonctionnelle et biochimique d’un mystérieux opéron spécifique de l’anaérobiose
de fonction inconnue.
Jusqu'à présent, 30% du génome code pour des protéines de fonction inconnue ou
hypothétiques. La compréhension du rôle et du fonctionnement de ces protéines est donc
l’un des grands challenges actuels de la communauté scientifique.
L’objectif principal de ce stage est de caractériser et comprendre la fonction, au niveau
moléculaire et cellulaire, de métalloprotéines de fonction inconnue spécifiques de
1 Site /Labo/ Equipes
Maîtres de stage
Laboratoire de
bioénergétique et
biotechnologie des
bactéries et
microalgues
Cea Cadarache
Jean ALRIC
06 74 39 70 68
[email protected]
1
Corinne AUBERT
04 91 16 46 87
[email protected]
2
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Gilles PELTIER
Laboratoire de Chimie
Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
Génomique
fonctionnelle des
2 l’anaérobiose issues d’un complexe multiprotéique, le complexe ORP chez Desulfovibrio
vulgaris Hildenborough (DvH). Ce système est largement répandu dans de nombreuses
espèces anaérobies, et certaines protéines le composant possèdent des homologies
significatives avec des protéines impliquées dans la division cellulaire et dans la
biogénèse des métalloprotéines.
Au cours de ce stage de recherche, l’étudiant aura en charge la purification hétérologue
dans E. coli et/ou homologue dans DvH de protéines issues de ce complexe susceptibles
de fixer des cofacteurs métalliques. Différentes conditions de production seront
testées de façon à obtenir suffisamment d'holoprotéines qui seront alors caractérisées
biochimiquement et biophysiquement. Une caractérisation fonctionnelle de ces protéines
par tests d'activités in vitro et par génétique moléculaire sera abordée.
Profil du stage : Microbiologie
Hétérogénéité populationnelle chez Salmonella
Lors de leur vie intracellulaire, les bactéries pathogènes peuvent adopter un état de
dormance ou de persistance. Cette sous-population a la capacité de résister à une large
gamme d’antibiotiques, contrairement aux bactéries en cours de prolifération. Les bases
moléculaires et environnementales responsables de l’entrée en persistance étant mal
connues, l’objectif de ce projet sera de mieux appréhender ces mécanismes. Le premier
volet consistera à évaluer l'hétérogénéité populationnelle de Salmonella en condition
d'infection. Puis, en utilisant une batterie de biosenseurs qui reflètent l’environnement
perçu par la bactérie, nous rechercherons les corrélations entre l'expression de ces
fusions et les sous-populations bactériennes précédemment caractérisées. A terme, ces
travaux contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes qui régissent
l’entrée en persistance du pathogène lors du processus infectieux. Profil du stage : Microbiologie. Etude de la maturation de Tse1, un facteur de virulence chez Pseudomonas
aeruginosa.
P. aeruginosa est une bactérie capable de produire un grand nombre de facteurs de
virulence, ce qui en fait un redoutable pathogène pour l’homme et les autres bactéries
(1). Parmi ces facteurs de virulence, Tse1 est une toxine qui cible les autres bactéries et
hydrolyser leur peptidoglycane (2,3). P. aeruginosa injecte directement Tse1 de son
cytoplasme vers le périplasme des bactéries cibles via un système de sécrétion de type
VI. La particularité de Tse1 est d’être repliée avec un pont disulfure formé dans le
2 anaérobies
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Alain DOLLA
Laboratoire de
Chimie Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
Laurent AUSSEL
04 91 16 46 59
[email protected]
3
Christophe BORDI
Corinne KREUZER
04 91 16 41 17
[email protected]
4
Equipe d’accueil :
Adaptation au stress
chez les
entérobactéries
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Frédéric BARRAS
Laboratoire
d'Ingénierie des
Systèmes
Macromoléculaires
(UMR7255)
CNRS Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
3 cytoplasme de P. aeruginosa avant d’être exportée (4). A ce jour, la formation des ponts
disulfures chez les procaryotes est décrite comme étant strictement limitée au
compartiment extracytoplasmique grâce à l’action des enzymes DsbA (periplasmique) et
DsbB (membranaire).
Nous avons identifié et caractérisé une DsbA atypique: Patrx2 localiser dans le
cytoplasme et potentiellement capable de former le pont disulfure nécessaire à TseI (5).
L’objectif de ce stage sera de mettre en évidence l'interaction Tse1/Patrx2 in vivo par
double hybride bactérien et pulldown ainsi que d’étudier l’impact de ce pont disulfure sur
la virulence de P. aeruginosa. Nous rechercherons également la protéine DsbB-like
partenaire de Patrx2 par des approches bioinformatiques et de double hybride bactérien
et pour le meilleur candidat, nous effectuerons sa caractérisation biochimique.
Profil du stage : Microbiologie.
Etude de la régulation de l’expression des gènes de synthèse des phospholipides en
réponse au stress chez Escherichia coli.
Notre équipe étudie les liens existant entre le métabolisme des lipides et la régulation
de la croissance et de la virulence chez les bactéries. Un aspect concerne la régulation
des gènes codant pour les enzymes de biosynthèse des acides gras et des phospholipides.
La biochimie de ces deux voies est très bien connue, mais pratiquement rien n’est connu
sur leur régulation génétique. Les gènes sont dispersés sur le chromosome ce qui rend
mystérieux le mécanisme de leur régulation coordonnée. Nous avons déjà mis en évidence
plusieurs régulations génétiques originales en réponse au stress mais nous soupçonnons
l’existence de nombreux autres exemples.
Le stage consistera à réaliser des cribles génétiques afin d’identifier les régulateurs
impliqués dans l’expression de plusieurs gènes clefs dans la synthèse des phospholipides,
et à caractériser les nouvelles régulations ainsi mises en évidence. Pour cela, l’étudiant(e)
utilisera des techniques de mutagenèse par transposon ou des banques d’expression,
conjointement à l’utilisation de fusions transcriptionnelles et traductionnelles avec la
protéine fluorescente GFP comme rapporteur. On utilisera également des techniques de
génétique bactérienne (ingénierie du chromosome, transduction…) pour construire des
mutants, et de biologie moléculaire (construction de plasmides et mutagenèse) afin de
caractériser les mécanismes de régulation.
Profil du stage : Microbiologie.
La détoxication du NO chez les bactéries anaérobies strictes du genre
3 Perception de
l’environnement et vie
communautaire Chez P.
aeruginosa
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Christophe BORDI
LISM – UMR7255
CNRS Joseph Aiguier
Emmanuelle BOUVERET
5
04 91 16 45
[email protected]
Equipe d’accueil :
Stress bactérien et
contrôle de la
croissance
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Emmanuelle BOUVERET
Laboratoire de Chimie
Gaël BRASSEUR
6
4 Desulfovibrio.
Nous utilisons comme organisme modèle Desulfovibrio vulgaris Hildenborough (DvH) dont
le génome est séquencé et pour lequel nous possédons tous les outils génétiques au
laboratoire et la maitrise des cultures anaérobies et des stress oxydants associés.
Les études que nous menons ont pour but de :
1) caractériser les activités enzymatiques NO réductases sur des cellules entières, des
membranes et des fractions solubles cytoplasmiques/périplasmiques.
2) purifier par chromatographie l’enzyme possédant une activité de dismutation du
monoxyde d’azote et identifier le(s) gène(s) correspondant(s).
4) étudier par qRT-PCR la régulation transcriptionnelle de ce(s) gène(s) après un stress
oxydant en présence de NO.
5) chercher la présence de cet enzyme chez d’autres organismes procaryotes : aspects
évolutifs et applications possibles en biotechnologie.
Ce sujet s’inscrit dans la thématique générale de notre équipe « Génomique Fonctionnelle
de l’anaérobiose » et centrée sur les réponses et l’adaptation au stress oxydant chez
des bactéries anaérobies strictes.
Profil du stage : Microbiologie
Adaptation au froid chez la bactérie pathogène Bacillus cereus
Bacillus cereus est un pathogène opportuniste de l'homme responsable d'infections
variées, mais est principalement étudié pour son importance en sécurité alimentaire. Les
bactéries appartenant à cette espèce sont largement présentes sous forme de spores
dans les sols, et peuvent de ce fait contaminer de nombreux aliments, en particulier ceux
d'origine végétale. Dans les aliments conservés à des températures de réfrigération,
certaines souches de B. cereus peuvent proliférer jusqu'à atteindre des niveaux de
contamination dangereux pour le consommateur lors de l'ingestion de l'aliment. Chez
l'hôte, B. cereus sécrète alors divers facteurs de virulence (entérotoxines) et cause
ainsi des gastroentérites.
Les souches majoritairement responsables d'infections alimentaires sont souvent
mésophiles, mais leur génome est très similaire aux génomes des souches
psychrotolérantes (capables de se développer au froid). Dans le cadre d'un projet
BioAdapt financé par l'ANR portant sur les mécanismes d'évolution de souches de B.
cereus, nous avons élaboré un protocole permettant de sélectionner des mutants de
souches mésophiles ayant évoluées spontanément vers une meilleure capacité de
4 Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
04 91 16 45 56
[email protected]
Equipe d’accueil :
Génomique
Fonctionnelle de
l’Anaérobiose
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Alain DOLLA
INRA PACA Avignon,
UMR408 " Sécurité et
Qualité des Produits
d'Origine Végétale" Equipe d’accueil :
Microbiologie et
sécurité des aliments
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Frédéric CARLIN
Véronique
BROUSSOLLE
04 32 72 25 18
veronique.broussolle@a
vignon.inra.fr
7
5 croissance aux basses températures.
Profil du stage : Microbiologie. Etude du métabolisme de l’hydrogène de la bactérie Desulfovibrio fructosovorans
Les activités de l’équipe ont pour objectif de comprendre le métabolisme énergétique et
plus précisément le métabolisme de l’hydrogène (H2) dans le monde microbien. Un de nos
modèle d’étude, Desulfovibrio fructosovorans, bactérie sulfato-réductrice anaérobie,
possède plusieurs hydrogénases de composition et de localisation différentes
(périplasmique, cytoplasmique et membranaire). Ces enzymes, qui catalysent
réversiblement l’oxydation de l’hydrogène moléculaire en protons, sont responsables de la
production ou de la consommation de celui-ci par la bactérie. Nous étudions d’une part
ces enzymes au niveau moléculaire (caractérisation, mécanismes réactionnels) et d’autre
part, leur fonction dans le métabolisme énergétique des cellules. Durant le stage, les
études porteront sur des hydrogénases cytoplasmiques multimériques encore très peu
caractérisées ainsi que leur rôle physiologique. Ce travail fera appel à des techniques de
microbiologie (culture anaérobie), de biologie moléculaire, et de biochimie des protéines
(activité enzymatique, purification, électrophorèses…).
Profil du stage : Microbiologie.
Modifications post-traductionnelles de protéines photosynthétiques
Les plantes et les autres organismes photosynthétiques nécessitent de répondre aux
changements des conditions environnementales, notamment l’intensité de lumière et la
température, afin d’optimiser la photosynthèse et éviter le stress photo-oxydant. Ces
mécanismes agissent à plusieurs niveaux, tel que le changement de l’expression génique
sur le long terme (heures/jours), ou, sur le court terme (minutes/heures), le changement
de l’activité/conformation/localisation de certains protéines.
L’objectif du stage est de mieux caractériser des modifications réversibles sur le court
terme de certaines protéines photosynthétiques importantes pour l’activité des
photosystèmes. Pour cela, des préparations de membranes photosynthétiques et
photosystèmes entiers seront réalisées à partir de plantes traitées avec différentes
conditions de lumière (et éventuellement de température) par des techniques
d’ultracentrifugation. Les membranes et les complexes isolés seront ensuite analysés par
des techniques biochimiques (électrophorèses dénaturantes et natives, détection de
modifications
spécifiques...)
et
des
techniques
spectroscopiques
(absorption/fluorescence).
5 Laboratoire de
Bioénergétique et
Ingénierie des
protéines
CNRS Joseph Aiguier
Myriam BRUGNACHIATA
04 91 16 45 68
[email protected]
8
Stefano CAFFARRI
04 91 82 95 62
[email protected]
9
Equipe d’accueil :
Métabolisme de
l’hydrogène
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Myriam BRUGNACHIATA
Laboratoire de
biologie végétale et de
microbiologie
environnementales
UMR 7265
AMU/CNRS/CEA
Campus de Luminy
Equipe d’accueil :
Laboratoire de
Génétique et
Biophysique de Plantes
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Stefano CAFFARRI
6 Avec cette étude on vise une meilleure compréhension du complexe réseau de régulations
de la photosynthèse. Ces régulations sont indispensables pour optimiser la croissance des
organismes photosynthétiques dans un environnement naturel où les conditions sont
rapidement fluctuantes.
Profil du stage : Biologie Biochimie végétale
Criblage et caractérisation d’anticorps monoclonaux de camélidés dirigés contre des
protéines virales.
Les fragments d’anticorps à domaine unique (dAb) sont de petits domaines peptiques qui
peuvent être obtenus à partir d’anticorps dénués de chaîne légère, comme par exemple
certains anticorps de camélidés. Ces dAb sont des outils moléculaires très utiles car ils
peuvent être très affins et spécifiques pour des antigènes d’intérêt et être utilisés,
dans le contexte des maladies infectieuses, pour la détection voire la neutralisation
d’agents pathogènes. Ils sont par ailleurs relativement faciles à produire et plus stables
que les anticorps dits « conventionnels ». L'objectif du stage est de montrer qu'il est
possible de sélectionner dans un délai très court des anticorps contre un virus émergent.
Pour cela, nous disposons déjà de plusieurs couples antigènes viraux/Anticorps de
camélidés . Par une approche d'évolution dirigée, l'étudiant(e) génèrera des banques de
mutants d'anticorps pour sélectionner ceux qui sont affins et spécifiques d'un antigène
homologue à celui d'origine.
Profil du stage : Microbiologie.
Etude de deux protéines impliquées dans la division cellulaire et la morphogenèse
chez la bactérie modèle Bacillus subtilis.
Notre équipe s'intéresse à la régulation des processus cellulaires essentiels comme la
morphogenèse, la division cellulaire et la dynamique du chromosome chez la bactérie à
Gram positif modèle Bacillus subtilis. Pour identifier de nouvelles protéines impliquées
dans ces processus, nous avons développé un système de microscopie à haut-débit. Cela
nous a permis de cribler une banque de mutants de B. subtilis à l'échelle de la cellule
unique. Ainsi, nous avons trouvé plusieurs nouveaux mutants dont la forme ou l'aspect de
l'ADN est altéré, suggérant un rôle de certaines protéines dans les processus étudiés.
Le projet de master 2 consistera à comprendre la fonction moléculaire de deux protéines
en particulier. La première semble impliquée dans la division cellulaire et la deuxième est
nécessaire à une bonne morphologie. Pour cela, l'étudiant utilisera des techniques de
biologie moléculaire, de biochimie et de microscopie à fluorescence afin, dans un premier
6 AFMB, UMR7257
CNRS/AMU
Campus de Luminy
Bruno COUTARD
04 91 82 55 71
[email protected]
iv-mrs.fr
10
Thierry DOAN
04 91 16 45 66
[email protected]
11
Equipe « Réplicases
Virales : Structure,
mécanisme et Drug
Design ».
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Etienne DECROLY
Laboratoire de Chimie
Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
Métabolisme et
régulation de
processus cellulaires
chez Bacillus subtilis
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
7 temps, de déterminer la localisation de ces protéines et de rechercher des partenaires
fonctionnels.
Profil du stage : Microbiologie.
Adaptation et virulence chez Bacillus cereus : rôle des protéines Ent
Bacillus cereus est une bactérie ubiquitaire, sporulée, agent de toxi-infections
alimentaires (TIA). Son pouvoir pathogène relève de sa capacité à (i) s’adapter aux
conditions anoxiques et réductrices rencontrées dans la chaîne alimentaire et l’intestin
humain et, (ii) à produire des facteurs de virulence. Les facteurs de virulence sont les
composants majeurs de l’exoprotéome de B. cereus. Leur rôle dans le pouvoir pathogène a
été démontré mais leur rôle dans l’adaptation métabolique de la bactérie n’est pas établi.
L’analyse exhaustive de l’exoprotéome de B. cereus et des études de protéogénomiques
ont mis en évidence l’existence de quatre protéines structuralement proches et
jusqu’alors inconnues : EntA, EntB, EntC et EntD. Ces protéines sont spécifiques du
groupe B. cereus, dont fait partie l’agent de la maladie du charbon, Bacillus anthracis.
Des études récentes ont montré qu’EntD était un régulateur majeur de la virulence et de
la croissance de B. cereus. Des souches mutantes ne synthétisant plus EntB et EntC ont
été construites mais n’ont pas encore été caractérisées. L’objectif du projet de
recherche est de construire une souche mutante ne synthétisant plus EntA et de
caractériser cette souche mutante d’un point de vue physiologique, morphologique et
moléculaire. Une analyse comparative des 4 souches mutantes sera entreprise afin
d’évaluer le rôle de chacune des protéines Ent dans la virulence et le métabolisme central
de B. cereus.
Profil du stage : Microbiologie.
Le rôle du chloroplaste dans l’adaptation des plantes et algues au stress
environnemental.
Au LGBP nous étudions comment les plantes s’adaptent face aux stress
environnementaux. En condition de stress les bactéries accumulent du guanosine
tetraphosphate (ppGpp) une molécule de signalisation qui permet l’adaptation et la survie.
La capacité de synthèse du ppGpp est conservée dans le chloroplaste, qui est une
organelle d'origine bactérienne. Cependant, le rôle du ppGpp chez la plante et algues est
peu connu et notre équipe adresse ceci dans la plante modèle Arabidopsis thaliana. En
utilisant des approches de génétique et de biologie moléculaire nous avons récemment
mis en évidence un rôle très significatif pour le ppGpp lors de carences nutritives.
7 Anne GALINIER
Laboratoire
UMR Sécurité et
Qualité des Produits
d’Origine VégétaleINRA/UAPV
INRA AVIGNON
Catherine DUPORT
04 32 72 25 07
catherine.duport@avign
on.inra.fr
12
Ben FIELD
04 91 82 95 62
[email protected]
13
Equipe d’accueil :
Microbiologie et
Sécurité des Aliments
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Frédéric CARLIN
Laboratoire de
Génétique et
Biophysique des
Plantes
LGBP Campus de Luminy
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Christophe ROBAGLIA
8 Pendant ce stage le stagiaire travaillera avec le maitre de stage pour comprendre les
mécanismes moléculaires impliqués et l’étendue de la réponse. Ces travaux contribueront
au développement des organismes plus productifs et résistants pour l’agriculture et pour
les biofuels de nouvelles générations.
Profil du stage : Biologie végétale
Régulation du cycle cellulaire chez Caulobacter crescentus et Sinorhizobium meliloti
Notre équipe étudie le cycle cellulaire chez les alpha-protéobactéries pour lesquelles la
division cellulaire n’engendre pas deux cellules identiques mais deux types cellulaires
différents. Par exemple chez Caulobacter crescentus, bactérie modèle pour l’étude de ce
phénomène, la division produit une cellule flagellée et une cellule pédonculée. Dans cette
bactérie, le régulateur central de la progression du cycle cellulaire est le régulateur de
réponse CtrA qui appartient à la famille des systèmes à deux composants. Ce régulateur
ainsi que le réseau de régulation qui permet de contrôler son activité sont conservés
chez Sinorhizobium meliloti. Cette bactérie infecte les plantes et se différencie en
cellules fixatrices d’azote dans lesquelles le réseau de régulation est reprogrammé par
des peptides produits par la plante. L’étudiant étudiera ce réseau de régulation complexe
en combinant les approches de génétique moléculaire et de génomique, l’étude des
conditions de phosphorylation du régulateur, sa fixation à l’ADN et sa localisation par
microscopie à épifluorescence.
Profil du stage : Microbiologie.
Métabolisme énergétique des composés soufrés chez la bactérie hyperthermophile
Aquifex aeolicus
Les activités de l’équipe ont pour objectif de comprendre le métabolisme énergétique de
bactéries dites « extrémophiles » vivant à des pH très bas ou températures très
élevées. Notre modèle d’étude est Aquifex aeolicus, bactérie hyperthermophile (85°C),
phylogéniquement ancienne, qui utilise le soufre à des fins bioénergétiques. Beaucoup de
composés soufrés sont métabolisés dans la Nature pour la conservation d’énergie par des
micro-organismes très divers. Bien que très importantes du point de vue
environnemental, les chaines respiratoires procaryotes d’utilisation du soufre, ainsi que
les enzymes qui y sont impliquées, sont encore largement inconnues. Le projet propose
donc d’étudier plus en détails l’utilisation de composés soufrés par Aquifex pour se
développer et en particulier des enzymes impliquées dans l’oxydation de ces composés.
Durant le stage les études porteront sur le fonctionnement de complexes enzymatiques
8 CNRS Joseph Aiguier
Laboratoire de
Chimie Bactérienne
Cycle cellulaire
bactérien
Maryline FOGLINO
06 10 54 67 66
[email protected]
14
Marianne GUIRAL
04 91 16 44 04
[email protected]
15
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Emanuele BIONDI
Laboratoire
Bioénergétique et
Ingénierie des
Protéines
CNRS Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
Métabolisme
Energétique de
Bactéries
Extrémophiles
Nom du responsable
9 membranaires en conditions extrêmes. Ce travail fera appel à des techniques de
biochimie des protéines (activités enzymatiques, purification, électrophorèses,…),
physico-chimie (spectroscopies) et analyse protéomique.
Profil du stage : Microbiologie
Comparaison des complexes membranaires Tol-Pal chez E. coli et de V. cholerae :
similitudes et spécificités fonctionnelles.
Le système Tol-Pal forme un moteur moléculaire pmf-dépendent, requis pour le maintien
de l’intégrité membranaire et la division cellulaire chez de nombreuses bactéries à Gram
négatif. Il est composé de cinq protéines qui forment deux sous-complexes: les protéines
TolQ, TolR et TolA dans la membrane interne et la lipoprotéine Pal ancrée à la membrane
externe qui interagit avec la protéine périplasmique TolB et le peptidoglycane. Ce
macrocomplexe peut également être parasité pour permettre l’entrée de bactériophages
ou de toxines bactériennes. Les données préliminaires obtenues au laboratoire suggèrent
que l’agencement structural et la fonction du moteur impliquent des changements de
conformation au sein de la protéine TolA. De manière intéressante, cette protéine est
essentielle à la viabilité cellulaire chez V. cholerae alors qu’un mutant tolA- de E. coli est
viable.
L’objectif du stage est de mieux comprendre le fonctionnement du système Tol-Pal,
notamment le rôle des changements de conformations s’opérant au niveau de TolA. Pour
cela, le stagiaire combinera des approches classiques en biologie moléculaire, biochimie,
et double hydride bactérien.
Profil du stage : Microbiologie
Etude des mécanismes de réplication du SARS-CoV: vers l’identification d’antiviraux
anti-coronavirus
L’équipe s’intéresse à l’étude des mécanismes de réplication de virus à ARN (virus de la
Dengue, SARS-Coronavirus, MERS-CoV, arenavirus, bunyavirus…). A partir des
connaissances structure/fonction acquises, des cibles anti-virales sont identifiées et des
inhibiteurs recherchés.
Les coronavirus ont mis en place un mécanisme réplicatif leur permettant de maintenir
leur génome d’ARN simple brin de polarité positive, exceptionnellement long (plus de 30
000 nt). En outre, ce complexe réplicatif est formé d’au moins 2 protéines virales: l’ARN
polymérase ARN-dépendante et une 3’-5’ exonucléase. L’objectif du stage est d’étudier
in vitro ces 2 activités enzymatiques pour ensuite tester la capacité d’inhibition
9 de l’équipe d’accueil :
M.T. GIUDICIORTICONI
Laboratoire
d’Ingénierie des
Systèmes
Macromoléculaires
(LISM, CNRS,
URM7255)
Laetitia HOUOT
Denis DUCHE
04 91 16 46 63
[email protected]
[email protected]
16
Isabelle IMBERT
04 91 82 86 28
Isabelle.Imbert@afmb.
univ-mrs.fr
17
Equipe d’accueil :
Transports
Macromoléculaires à
travers l’enveloppe
bactérienne
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Roland LLOUBES
AFMB, UMR7257
CNRS/AMU
Campus de Luminy
Equipe « Réplicases
Virales : Structure,
mécanisme et Drug
Design ».
Nom des responsables
de l’équipe d’accueil :
10 d’analogues nucléotidiques.
Profil du stage : Virologie humaine
Régulation de l’expression génique des plantes en réponse aux contraintes
environnementales.
Les plantes sont continuellement exposées à des conditions environnementales
défavorables qui entrainent une augmentation de la production de formes réactives de
l’oxygène (ROS) dans les chloroplastes. Ces ROS, impliquées dans la signalisation
rétrograde chloroplaste-noyau, gouvernent la reprogrammation de l’expression de gènes
nucléaires et in fine l’activation de mécanismes de réponse au stress qui permettent à la
plante de faire face aux changements environnementaux. Par un crible génétique, nous
avons montré que la Topoisomérase VI (Topo VI) d’Arabidopsis thaliana joue un rôle
essentiel dans l’activation de gènes de réponse aux ROS. De nouveaux partenaires du
complexe Topo VI ont pu être identifiés lors d’un crible double hybride. Ces interactions
nous permettent aujourd’hui de proposer des mécanismes moléculaires par lesquelles
Topo VI et ses partenaires peuvent contrôler, au niveau transcriptionnel et de la
chromatine, l’expression des gènes en réponse au stress oxydant. Le projet proposé
combinera des approches de biologie moléculaire, génétique, épigénétique et de
biochimie, afin de tester et préciser ces mécanismes.
Profil du stage : Biologie végétale
Caractérisation et mise en œuvre d’oxydo-réductases fongiques dans le domaine de
la chimie verte.
Parmi les basidiomycètes, les champignons de la pourriture blanche du bois, comprenant
notamment l’ordre des Polyporales, dont fait partie le genre Pycnoporus, possèdent des
capacités inédites de transformation des lignocelluloses issues de la biomasse végétale.
Le séquençage et l’annotation du génome de P. cinnabarinus, réalisé par notre Unité,
offre de nouvelles perspectives quant à la découverte de nouvelles enzymes participant à
la dégradation et à la biotransformation des lignocelluloses par Pycnoporus. Parmi ces
enzymes, les laccases (des oxydo-réductases à cuivre) présentent un fort potentiel
d’application biotechnologique dans le domaine de la chimie verte. Cinq gènes codant des
isoenzymes de laccases ont été découverts dans le génome de P. cinnabarinus. Dans le
stage, on se proposera de caractériser et d’étudier ces cinq isoenzymes, d’expliquer les
raisons de cette diversité et de comparer leur mise en œuvre pour quelques applications
de chimie verte. Les principales compétences mises en œuvre seront : microbiologiques
10 Etienne DECROLY
Bruno CANARD
UMR7265 Biologie
Végétale et
Microbiologie
Environnementales,
Christophe LALOI
04 91 82 95 64
[email protected]
18
Anne LOMASCOLO
04 91 82 86 06
[email protected]
19
CNRS-CEA-AMU
Laboratoire de
Génétique et Biophysique des Plantes
(LGBP)
Campus de Luminy
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Christophe ROBAGLIA
UMR A 1163 AMUINRA
Laboratoire de
Biodiversité et
Biotechnologie
Fongiques
Equipe d’accueil :
UMR_A 1163
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
11 (cultures de champignons filamenteux à différentes échelles), biochimiques
(enzymologie, purification de protéines, protéomique, analyse et dosages biochimiques de
métabolites), biotechnologiques (bioconversions in situ).
Profil du stage : Microbiologie.
Respiration bactérienne et pathologies inflammatoires chez l’Homme.
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin concernent plus d’une personne sur
1000 en France. Elles se caractérisent par l’émergence au sein du microbiote intestinal
d’entérobactéries tirant profit du nitrate produit par les cellules épithéliales au cours de
l’inflammation. Les travaux récents menés dans l’équipe ont mis en évidence que
l’utilisation efficace du nitrate par la bactérie E. coli repose sur une régulation
spatiotemporelle de la localisation du complexe nitrate réductase au sein de la
membrane. L’utilisation d’un crible génétique a permis d’isoler des mutants ayant perdu la
capacité de localiser le complexe enzymatique aux pôles de la cellule et ainsi d’utiliser le
nitrate pour croître. Sur la base de nos résultats, nous formulons l’hypothèse selon
laquelle ces mutants seront incapables de coloniser l’intestin de la souris dans des
conditions inflammatoires. L’étudiant(e) participera à un projet visant à tester cette
hypothèse chez la souris à travers une collaboration internationale. Enfin, quels sont le
ou les gènes concernés et sont-ils retrouvés dans d’autres groupes bactériens ? Le
projet de stage consistera à répondre à ces questions à travers l’utilisation d’une
combinaison d’approches génétiques, biochimiques et de microscopie.
Profil du stage : Microbiologie.
Impact du CO2 chez les diatomées.
L’équipe s’intéresse aux voies métaboliques des microalgues et plus particulièrement des
diatomées qui sont qui sont de véritables pompes à carbone et de véritables « usines » à
lipides. Le cycle de Calvin ou cycle responsable de l’assimilation du CO2 est central et ses
intermédiaires (métabolites) au carrefour de nombreuses voies (synthèse des acides
aminés, des glucides, du shikimate, des lipides et de la glycolyse). Cependant chez les
diatomées, il n’existe que très peu de données biochimiques sur ce cycle, malgré son rôle
crucial. Nous avons étudié la régulation de certaines enzymes de ce cycle chez 16
espèces (Maberly S et al., 2010) pour tenter d’extraire des principes généraux qui
permettront par la suite d’améliorer la fixation du CO2 et la production de lipides. La
régulation de ces enzymes chez les diatomées est différente de celle observée chez
d’autres organismes photosynthétiques (Mekhalfi et al., 2014). Le sujet de ce master
11 Craig FAULDS
Laboratoire de Chimie
Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
Axel MAGALON
04 91 16 46 68
[email protected]
20
Brigitte MEUNIERGONTERO
04 91 16 45 49
[email protected]
21
Equipe d’accueil :
Biogenèse des
métalloprotéines et
respiration anaérobie
chez les procaryotes
- Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Axel MAGALON
Laboratoire
Bioénergétique et
Ingénierie des
Protéines
Equipe d’accueil :
Enzymologie de
complexes
supramoléculaires
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
12 s’intégrera dans cette thématique avec une attention plus particulière sur le
métabolisme du carbone et sa régulation chez des diatomées marines dont le génome a
été séquencé en réponse à des variations de concentration de CO2.
Profil du stage : Biologie végétale
Mécanisme moléculaire et cellulaire de prédation bactérienne
La microbiologie actuelle s’intéresse aux interactions inter-espèces « positives » au sein
de micro-communautés mais également « négatives » pour la colonisation de niches
environnementales. Des mécanismes de prédation ont été ainsi sélectionnés chez
certaines bactéries. Myxococcus xanthus est une bactérie du sol qui a la propriété de
former de grands groupes motiles organisés. Ce déplacement collectif permet à
Myxococcus de « fondre » sur des bactéries proies, un mécanisme dit de « meute de
loup » et de se développer intégralement une colonie d’ E. coli en 48 heures. Nous avons
récemment caractérisé l’appareil de prédation pour la première fois, nous formulons
l’hypothèse qu’il s’agit d’un nouveau type d’appareil de sécrétion mis en œuvre lors du
contact avec les proies et dont les effecteurs permettent leur digestion extracellulaire.
Au cours de ce stage nous poursuivrons l’étude fonctionnelle de l’appareil de prédation et
de ses effecteurs potentiels grâce à des approches combinant génétique moléculaire et
microscopie de fluorescence. En particulier et à l’aide de fusions GFP des protéines de
l’appareil, nous tenterons d’observer directement l’appareil de prédation en action lors de
l’attaque de la proie dans des systèmes expérimentaux analogues à ceux que nous avons
mis en place pour l’appareil de sécrétion de Type-6 avec l’équipe d’Eric Cascales (Brunet
et al., Cell reports, 2013)
Profil du stage : Microbiologie.
Mécanismes de mutagénèse mis en jeu pendant l'adaptation d’Escherichia coli à la
carence en phosphate.
E. coli carencé en Pi est exposé à des agents toxiques (H2O2 et acide acétique) produits
pendant le métabolisme aérobie du glucose. Les cellules peuvent survivre grâce à
l'induction du régulon RpoS, ce qui permet de neutraliser l’acide acétique en acétate si le
milieu contient du glutamate. Des expériences d'évolution expérimentale ont permis de
montrer qu’une souche de type sauvage incubée en absence de glutamate peut
rapidement évoluer, générant une population bactérienne qui contient des mutants qui
consomment l'acide acétique présent dans le milieu. Les souches évoluées portent au
moins quatre mutations. Le travail consistera à déterminer les mécanismes de
12 Brigitte MEUNIERGONTERO
Laboratoire de
biologie végétale et de
microbiologie
environnementales
Equipe d’accueil :
Biologie cellulaire de
la motilité bactérienne
Tâm MIGNOT
04 91 16 45 06
[email protected]
22
Patrice MOREAU
06 70 36 17 90
[email protected]
23
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Tâm MIGNOT
Laboratoire de Chimie
Bactérienne
CNRS Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
Adaptation
d'Escherichia coli à la
phase stationnaire
Nom du responsable
13 mutagenèse adaptative qui peuvent être utilisés dans les cellules carencées en Pi : par
exemple, des polymérases spéciales TLS et/ou des réponses au stress mettant en jeu de
nouveaux facteurs sigmas de l'ARN polymérase (RpoE, RpoS etc.).
Profil du stage : Microbiologie.
Rôle du noyau de l’hôte au cours du cycle infectieux des virus géants
Depuis une dizaine d’années, les concepts de la virologie ont été ébranlés par la
découverte des virus géants. Pendant longtemps, les virus étaient définis comme étant
des particules filtrables et absolument dépendantes d’un hôte pour leur multiplication.
Depuis la découverte de Mimivirus en 2003, caractérisé par des particules virales de 700
nm et un génome de 1.2 Mb, la découverte et l’analyse des génomes d’un grand nombre de
virus géants isolés depuis a permis de mettre en évidence une diversité morphologique et
phylogénétique inattendue. La présence, chez certains virus, d’éléments de la machinerie
de traduction que l’on pensait réservés au monde cellulaire a également conduit à
remettre en question le concept de virus. L’ensemble de ces découvertes pose la question
de l’origine évolutive des virus et de leur dépendance vis-à-vis de l’hôte. L’IGS a très
largement contribué à ces découvertes et s’est imposé comme l’un des acteurs majeurs
dans l’étude de la physiologie et de la phylogénie des virus géants.
La plupart des connaissances dont nous disposons actuellement sur ces virus ont été
obtenues grâce à l’analyse de leurs génomes et à des approches cellulaires basées sur la
microscopie à haute résolution. Ces travaux ont notamment permis de mettre en
évidence des étapes clés du cycle infectieux de plusieurs familles de virus géants. A
l’heure actuelle, nous avons pu identifier des virus « cytoplasmiques » qui semblent se
répliquer indépendamment du noyau cellulaire et des virus « nucléo-cytoplasmiques », qui
entrainent la destruction du noyau au cours de l’infection.
La dépendance ou non des virus géants vis-à-vis du noyau de l’hôte vient uniquement de
l’interprétation de clichés de microscopie électronique de cellules infectées. Cependant,
il est tout à fait envisageable que bien qu’il reste intact dans le cas des virus
« cytoplasmiques », le noyau de la cellule hôte soit malgré tout essentiel au cours du
cycle viral. Nous mettons actuellement au point une technique permettant d’énucléer les
cellules hôtes (Acanthamoeba castellanii) qui permettra de tester la dépendance des
différentes espèces de virus isolés au laboratoire vis à vis du noyau. La réplication virale
dans ces cellules pourra être évaluée par PCR quantitative en temps réel et le rôle du
cytosquelette amibien sera comparé dans des cellules « normales » par rapport aux
13 de l’équipe d’accueil :
Patrice MOREAU
Laboratoire :
Information
Génomique et
Structurale (IGS,
CNRS UMR 7256)
Campus de Luminy
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Jean Michel
CLAVERIE
Dorothée MURAT
[email protected]
rs-mrs.fr
04 91 82 54 36
24
14 cellules énucléées.
Cette combinaison d’approches de biologie cellulaire (culture cellulaire, microscopie
électronique et microscopie à fluorescence) et de biologie moléculaire permettra de
mettre clairement en évidence le degré d’autonomie des virus géants vis-à-vis du noyau
de leur hôte.
Profil du stage : Microbiologie.
Dégradation de sucres complexes : étude d'un senseur et de son signal.
Chez Clostridium cellulolyticum l’expression d’un regroupement de gènes codant pour des
hemicellulases est régulée par un système de transduction du signal à deux composants
incluant l’activateur transcriptionnel XydR. Le projet de recherche proposé concerne
l'étude de la protéine senseur XydS par des approches in vitro ou in vivo chez l’hôte
hétérologue E. coli et chez C. cellulolyticum. XydS, possède deux hélices
transmembranaires encadrant le domaine détecteur extracellulaire potentiellement
responsable de la perception du signal environnemental. Ce domaine sera produit chez E.
coli et purifié. Son interaction avec les ligands prédits (xylose, arabinose) sera étudiée
par des expériences de microcalorimétrie (ITC) et nous engagerons des essais de
cristallisation de ce domaine. En parallèle nous tenterons de reconstituer la voie de
régulation chez E. coli grâce à l’utilisation de fusions transcriptionnelles des promoteurs
putatifs de gènes cibles avec le rapporteur gfp et à la production des protéines senseur
et régulateur dans différentes conditions (présence d’arabinose, de xylose…). Enfin les
propriétés physiologiques du mutant de délétion xydS seront étudiées.
Profil du stage : Microbiologie.
Caractérisation de la Ser/Thr kinase PrkC de Bacillus subtilis et étude de son rôle
potentiel dans la division bactérienne.
Dans l’équipe, nous nous intéressons à la phosphorylation des protéines chez Bacillus
subtilis au niveau des résidus sérine et thréonine car il s’agit d’une modification posttraductionnelle essentielle à la régulation de nombreux processus cellulaires. Ces
phosphorylations sont impliquées dans des mécanismes variés : biofilms, virulence,
compétence ou sporulation par exemple. Plus précisément, nous étudions une Ser/Thr
kinase de type eucaryote, PrkC, qui possède des motifs PASTA permettant des
interactions avec le peptidoglycane. L’implication d’homologues de cette enzyme dans la
division cellulaire a été montrée récemment dans différentes espèces bactériennes. Le
projet de stage proposé consiste à poursuivre l’étude commencée au laboratoire sur
14 Laboratoire de Chimie
Bactérienne UMR
7283
CNRS Joseph Aiguier
Sandrine PAGES-
25
BRUNO
06 87 97 13 11
[email protected]
Equipe d’accueil :
Cellulosomes et
dégradation des
polymères végétaux
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Henri-Pierre FIEROBE
Laboratoire de Chimie
Bactérienne
Métabolisme et
régulation de
processus cellulaires
chez Bacillus subtilis
CNRS Joseph Aiguier
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Anne GALINIER
Frédérique POMPEO
04 91 16 45 66
[email protected]
26
15 cette protéine kinase et sur son rôle potentiel dans la division cellulaire par diverses
approches de Biochimie, Biologie Moléculaire, Microbiologie et Microscopie.
Profil du stage : Microbiologie.
Etude comparée d‘enzymes procaryotes à Molybdène
Les enzymes à molybdène sont des oxydo-réductases qui se révèlent être parmi les
catalyseurs biologiques les plus versatiles. Les déterminants structuraux à l’origine de
leur spécificité sont cependant pour l’instant inconnus. Nous avons identifié chez
Halorhodospira Halophila, trois enzymes phylogénétiquement proches -Arsénite oxydase
Arx (enzyme du métabolisme de l’arsenic), polysulfure réductase Psr et Sulfite oxydase
Soe (enzymes du métabolisme du soufre)- dont les activités physiologiques sont très
différentes malgré une grande similitude de séquence et de structure. Le but du travail
proposé est d’initier l’étude comparative de ces trois enzymes en établissant leurs
propriétés enzymologiques. Nous cherchons notamment à savoir si les enzymes du
métabolisme de l’arsenic peuvent convertir le soufre et vice versa. Ce sujet comprend un
volet microbiologique qui consistera en l’analyse des conversions in vivo de soufre et
d’arsenic par la bactérie. Ce volet sera complété par un travail de biologie moléculaire
afin de cloner puis surproduire ces enzymes. Enfin, une comparaison d’alignement de
séquence et de structure des trois enzymes permettra de lister les acides aminés
pouvant être à l’origine de chacune des spécificités enzymatiques.
Profil du stage : Microbiologie.
Etude in situ de la voie de sécrétion de type II de Pseudomonas aeruginosa
Les bactéries pathogènes ont développé d’ingénieuses machineries pour garantir la
sécrétion efficace de nombreux facteurs de virulence. Le système de sécrétion de type
II (SST2) est spécifiquement adapté au transport d’exoprotéines sous forme repliée.
Nous avons précédemment révélé par des approches in vitro, plusieurs interactions
spécifiques entre un substrat sécrété par le SST2 de P. aeruginosa et certains
composants de la machinerie (Douzi et al. JBC 2011). Nous souhaitons à présent aborder
l’étude in vivo de l’assemblage et du fonctionnement de ce système par plusieurs
approches in situ.
Le stage de Master consistera à adapter et appliquer au SST2 la technique de « dual
probing » utilisée avec succès dans l’étude du SST3 (Lara-Tejero et al., Science 2011). Cette
approche est basée sur l’isolement de fractions membranaires contenant des machineries
SST2 entières. La technique consistera ensuite à suivre, au niveau de ces fractions
15 Laboratoire de
Bioénergétique et
Ingénierie des
Protéines
CNRS Joseph Aiguier
Barbara SCHOEPPCOTHENET
04 91 16 46 72
06 76 63 53 73
[email protected]
27
Romé VOULHOUX
04 91 16 41 26
[email protected]
28
Equipe d’accueil :
Evolution de la
Bioénergétique
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Wolfgang NITSCHKE
LISM UMR7255
Joseph Aiguier
Equipe d’accueil :
Systèmes de
Sécrétion et
Pathogénicité chez
Pseudomonas
aeruginosa
Nom du responsable
de l’équipe d’accueil :
Romé VOULHOUX
16 membranaires, l’interdépendance des constituants de la machinerie par leur double
détection en travaillant dans les différents mutants du SST2 disponibles au laboratoire.
Nous souhaitons ainsi mieux comprendre la hiérarchisation des étapes d’assemblage et
de sécrétion du SST2. Les constructions réalisées pour cette étude seront également
utilisées dans des expériences d’immunofluorescence pour localiser les sites de
sécrétion.
Profil du stage : Microbiologie.
16