Sujet de stage de Master 2 (Année 2016/2017)

Sujet de stage de Master 2 (Année 2016/2017)
Laboratoire : Laboratoire d’expression génétique microbienne (UMR 8261) à l’Institut de
biologie physico-chimique (IBPC).
Équipe : Biogenèse, architecture et interactions des ARNs ; Responsable : Carine Tisné
Nom du responsable du stage : Pierre Barraud et Carine Tisné
Adresse du laboratoire : 13 rue Pierre et Marie Curie – 75005 PARIS
Tél : 01 53 73 15 74 ; E-mail : [email protected] ; [email protected]
Spécialité : Biochimie, Biologie Structurale
Titre du sujet : Reconnaissance moléculaire d’un signal de localisation nucléaire bimodulaire
Objectifs recherchés : Caractériser les détails moléculaires de l'interaction entre un récepteur d’import
nucléaire et un signal de localisation nucléaire bimodulaire en utilisant une combinaison de méthodes
biophysiques et structurales.
Résumé : Les phénomènes de transport entre le noyau et le cytoplasme à travers les pores nucléaires sont
des mécanismes essentiels et hautement régulés dans les cellules eucaryotes. Les protéines, et les
complexes multi-moléculaires sont reconnus par des récepteurs de transport appelés karyophérines. Les
interactions entre les cargos et les récepteurs sont extrêmement spécifiques afin que seuls les complexes
parfaitement constitués ne soient transportés d'un compartiment à l'autre. La protéine Transportine-1
(Trn1) est un récepteur d'import nucléaire central dans la vie de la cellule. Récemment, nous avons
découvert qu'un domaine de liaison à l'ARN au sein de l’enzyme humaine ADAR1 présente un signal de
localisation nucléaire en deux modules (signal de localisation bimodulaire). Cet arrangement particulier
rend l'association entre Trn1 et le signal bimodulaire de ADAR1 sensible à la présence d'ARN.
Ce projet, réalisé en collaboration étroite avec le groupe du Prof. Michael Jantsch (University of Vienna),
donnera accès à terme à une compréhension détaillée des règles moléculaires qui régissent la
reconnaissance de ce nouveau signal de localisation nucléaire par Trn1 et à une description fine de la
façon dont cette reconnaissance est régulée par la présence d'ARN. De plus, notre étude éclaircira les
diverses fonctions de la protéine ADAR1 qui intervient à la fois comme une enzyme de modification qui
s'attaque aux infections virales, mais aussi comme une enzyme qui modifie des substrats ARN endogènes.
La production des différents partenaires protéiques (Trn1 et le signal de localisation bimodulaire) est bien
maîtrisée au laboratoire et des cristaux de Trn1 ont récemment été obtenus. Dans le cadre de ce stage de
M2, l’étudiant(e) travaillera ainsi principalement à la production et la purification des partenaires
protéiques ainsi qu’à l’optimisation des cristaux du complexe macromoléculaire, à la collection et à
l’analyse des données de diffraction en vue d’une détermination structurale.
Approches & matériel utilisés : Surexpression des protéines dans E. coli, purification par
chromatographie. Cristallogenèse, optimisation des cristaux de complexes et collectes au synchrotron.
Résolution de structure. Étude d’interactions par ITC et/ou RMN avec des marquages isotopiques
préalables.
Publications pertinentes de l'équipe :
• Barraud P, Banerjee S, Mohamed WI, Jantsch MF, Allain FH. A bimodular nuclear localization signal assembled
via an extended double-stranded RNA-binding domain acts as an RNA-sensing signal for transportin 1. Proc Natl
Acad Sci USA. (2014) 111(18):E1852-61.
• Banerjee S, Barraud P. Functions of double-stranded RNA-binding domains in nucleocytoplasmic transport. RNA
Biol. (2014) 11(10):1226-32.
• Barraud P, Golinelli-Pimpaneau B, Atmanene C, Sanglier S, Van Dorsselaer A, Droogmans L, Dardel F, Tisné C.
Crystal structure of Thermus thermophilus tRNA m1A58 methyltransferase and biophysical characterization of its
interaction with tRNA. J Mol Biol. (2008) 377(2):535-50.
Domaines de compétences souhaités, mots clés disciplinaires : Biologie structurale, biochimie,
cristallographie macromoléculaire, RMN, biophysique.
Possibilité de poursuite en thèse : Oui (présentation à l’école doctorale MTCI ou obtention d’un
financement ANR internationale déposée avec l’équipe du Prof. Jantsch, réponse courant novembre 2016).