Nouveaux inhibiteurs de condensats de réparation des cassuses de l'ADN // Discovery of novel inhibitors targeting DNA repair condensates

Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont mis en lumière l'existence de sous-compartiments sans membrane, appelés biocondensats et jouant un rôle clé dans de nombreuses fonctions cellulaires. En créant un micro-environnement, les condensats aideraient les protéines à se coordonner et à remplir collectivement leur fonction. Une hypothèse émergente est que certains condensats se forment via une séparation de phase liquide-liquide. Des défauts des condensats seraient impliqués dans de nombreuses maladies, mettant en évidence une corrélation possible entre leurs propriétés liquides et leurs fonctions. Notre meilleure compréhension de la fonction des condensats offre la possibilité de cibler ces structures dans le traitement de nombreuses maladies.

Dans ce projet, nous nous concentrons sur les condensats formés en réponse aux dommages de l'ADN dans les cellules humaines, en particulier deux facteurs clés de réparation p53 et FUS. Grace à une approche multidisciplinaire et innovante combinant biologie computationnelle, biochimie et imagerie super-résolution en cellules vivantes, nous proposons de synthétiser et cribler de nouveaux inhibiteurs des condensats de réparation. Dans un premier temps, nous décrypterons les mécanismes de formation des condensats p53 et FUS en utilisant la microscopie de molécule unique dans des cellules vivantes saines et mutantes. Puis, nous concevrons des cyclopeptides inhibiteurs/modulateurs de p53 et FUS à l'aide d'un criblage haut débit et d'outils computationnels. Enfin, les composants les plus prometteurs, capables de dissocier les condensats p53/FUS ou de moduler leurs propriétés liquides, seront testés sur des condensats issus de la bio-ingénierie, sur des cellules uniques et des sphéroïdes. Ce projet utilise des approches multidisciplinaires et innovantes pour synthétiser et valider de nouveaux médicaments thérapeutiques à fort potentiel pour la recherche translationnelle ou l'industrie.

Au cours de la thèse, l'étudiant sera impliqué principalement dans la partie imagerie des condensats p53 et FUS en cellule humain RPE1 en microscopie super résolution. Dans un premier temps, l'étudiant caractérisera les condensats p53 et FUS formés en réponse au dommages de l'ADN, en utilisant des approches de suivi de molécule unique. Dans un second temps, il testera l'effet d'inhibiteurs de ces condensats synthétisés par l'équipe de Roba Moumné (LBM) in vitro puis en cellules vivantes. Les lignées cellulaires utilisés pour la microscopie sont produites par la plateforme TACGEN du MNHN. Le microscope utilisé pour le projet est disponible à la plateforme de micoscopie de l'IBPS, les outils d'analyse sont developpés par l'équipe d'accueil en collaboration avec Nataliya Sokolovka. Dans un troisième temps, l'étudiant testera les meilleurs inhibiteurs sur des modèles sphéroides.
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In the last decade, membrane-less assemblies known as biomolecular condensates have been reported to play key roles in regulating many cellular functions. By creating a micro-environment, condensates are hypothesized to help the proteins coordinate and collectively perform their function. An emerging hypothesis is that some condensates are formed via a phase transition inducing liquid–liquid phase separation (LLPS). Defects in condensates have been shown to be implicated in numerous diseases, highlighting a possible correlation between their liquid-like properties and their functions. Our increasing understanding of condensate function provides opportunities to target these structures in the treatment of disease.

In this project, we focus on condensates formed in response to DNA damage in human cells, in particular the key DNA repair factors p53 and FUS. We will set up a multi-disciplinary and innovative framework combining chemistry, in vitro and in cellulo assays, super-resolution live-cell imaging and computational biology to synthetize and screen new inhibitors of repair condensates. First, we will decipher the mechanisms of condensate formation, maintenance and maturation underlying p53 and FUS condensates using live-cell single molecule microscopy in healthy and mutant cell lines. Second, we will produce cyclopeptides as candidate LLPS inhibitors/modulators of p53 and FUS using High-Throughput Screening (HTS) and computational tools. Finally, the most promising compounds able to dissociate p53/FUS condensates or to modulate their liquid-like properties will be tested on bioengineered condensates, single cells and spheroids. Altogether, the project uses multidisciplinary and innovative approaches to synthesize and validate new therapeutic drugs with a high potential for translational research and industry.

During the thesis, the student will be mainly involved in the imaging part of p53 and FUS condensates in human RPE1 cells using super resolution microscopy. First, the student will characterize p53 and FUS condensates formed in response to DNA damage, using single molecule tracking approaches. Secondly, it will test the effect of inhibitors of these condensates synthesized by Roba Moumné's team (LBM) in vitro and then in living cells. The cell lines used for microscopy are produced by the MNHN's TACGEN platform. The microscope used for the project is available at the IBPS microscopy platform, the analysis tools are developed by the host team in collaboration with Nataliya Sokolovka. Finally, the student will test the best inhibitors on spheroid models.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral - SU

Sorbonne Université SIM (Sciences, Ingénierie, Médecine)

515 Complexité du vivant

L'étudiant recherché devra avoir - une formation en biophysique - un fort intéret pour la biologie, la réparation des cassures de l'ADN - un fort intéret pour la microscopie - des connaissances en culture cellulaire L2 - des facilités en informatique et analyse d'image sont recommandées - autonomie, intégrité scientifique, rigueur, organisation, créativité - travail d'équipe, excellente communication
- background in biophysics - strong interest for biology, DNA repair - strong interest for microscopy - knowledge in cell culture for human cells (L2) - interest for image analysis and computer sciences - autonomy, scientific integrity, rigor, organization, creativity - team work, excellent communication skills