ED Sciences de la Vie et de la Santé
Régulation de cohésine par le complexe TORC1 chez la levure Schizosaccharomyces pombe
par Dorian BESSON (Institut de Biochimie et Génétique Cellulaires)
Cette soutenance a lieu à 14h30 - Salle de conférence I.B.G.C. - UMR 5095 1 rue Camille Saint Saens, 33077, Bordeaux Cedex
devant le jury composé de
- Valérie BORDE - Directrice de recherche - Institut Curie - Rapporteur
- Frédéric BECKOUET - Chargé de recherche - C.B.I. (Centre de Biologie Intégrative) - Rapporteur
- Pascal BERNARD - Directeur de recherche - L.B.M.C. (Laboratoire de Biologie et Modélisation de la Cellule) - Examinateur
- Sophie JAVERZAT - Professeure - Université de Bordeaux - M.R.G.M. (Rare diseases : Genetics and Metabolism) - Examinateur
Cohésine est un complexe protéique capable de capturer les molécules d'ADN. Cohésine assure la cohésion des chromatides sœurs, essentielle à la ségrégation des chromosomes lors des divisions nucléaires. Elle intervient également en interphase via la formation de boucles d'ADN intra-chromosomiques qui façonnent l'architecture fonctionnelle du génome. L'expression génique est ainsi régulée par l'organisation spatiale des chromosomes, notamment au cours du développement et de la différenciation. Les nombreuses fonctions de cohésine suggèrent une régulation fine dans le temps et l'espace. Le laboratoire adresse cette question via une approche génétique chez l'organisme modèle Schizosaccharomyces pombe. La capture de l'ADN par cohésine nécessite l'intervention d'un complexe de chargement, Mis4/Ssl3 (hNIPBL/MAU2). Le mutant mis4-G1487D est thermosensible de croissance à 36°C. A température restrictive, il présente un défaut de chargement des cohésines sur les chromosomes et une fréquence élevée de défauts de ségrégation des chromosomes lors de la mitose. Un crible génétique a identifié des mutations extragéniques capables de restaurer la croissance de mis4-G1487D à 36°C. Cinq de ces mutations affectent le gène mip1 et une le gène tor2. Mip1 et Tor2 sont des composants du complexe TORC1, l'équivalent de mTOR (Mammalian Target Of Rapamycin) qui est une kinase régulatrice majeure du métabolisme et de la croissance cellulaire. Son activité est stimulée par des signaux tels que la disponibilité en nutriments, niveaux d'énergie, hormones et facteurs de croissance. Chez S. pombe, Tor2 est la sous-unité catalytique et Mip1 (hRaptor) participe au choix du substrat. Les gènes tor2 et mip1 sont essentiels à la viabilité cellulaire indiquant que les allèles issus du crible sont hypomorphes. Nous avons focalisé nos travaux sur mip1-R401G qui ne provoque quasiment pas de défaut de croissance tout en étant un excellent suppresseur. De façon remarquable, mip1-R401G restaure l'association de cohésine aux chromosomes et diminue la fréquence de ségrégation anormale des chromosomes du mutant mis4-G1487D à 36°C. En fond mis4+, mip1-R401G provoque une augmentation de la quantité de cohésine associée aux chromosomes. Des résultats similaires ont été obtenus en traitant les cellules à la Rapamycine, un inhibiteur de TORC1. Ces données suggèrent que l'activité de TORC1 régule de façon négative le complexe de chargement des cohésines chez S. pombe. Toutes les sous-unités du complexe TORC1 co-purifient avec cohésine et Mis4. La sous unité Psm1 de cohésine et Mis4 sont hypophosphorylées en fond mip1-R401G. La combinaison de mutations imitant l'état non-phosphorylé réduit la fréquence des défauts de ségrégation de mis4-G1487D. Réciproquement les défauts de ségrégation sont exacerbés par les mutations imitant l'état phosphorylé. Ces données indiquent que TORC1 contrôle l'état de phosphorylation de Psm1 et Mis4. La fonction connue de TORC1 étant d'adapter la cellule aux changements environnementaux, nous avons mis en œuvre une analyse du transcriptome dans diverses situations expérimentales (composition du milieu de culture, température, phase du cycle cellulaire). Toutes expériences confondues, 337 gènes sont différentiellement exprimés en fond mis4-G1487D par rapport au contrôle sauvage. De façon remarquable les gènes affectés sont largement différents d'une condition à l'autre, suggérant un défaut de réponse adaptative. D'autre part, la quasi-totalité des gènes dérégulés par mis4-G1487D le sont également par mip1-R401G. Ces gènes sont préférentiellement localisés aux extrémités des chromosomes et sont impliqués dans la réponse au stress et la différenciation sexuelle. L'ensemble des données suggère que cohésine soit un effecteur de la voie TORC1 pour adapter la cellule aux changements environnementaux. Ce mécanisme ferait intervenir un changement de l'expression génique induit par une modification de l'organisation spatiale du génome.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Déterminer l'origine des éléments volatils terrestres à l'aide de simulations dynamiques et de mesures isotopiques de gaz rares dans les météorites
par Sarah JOIRET (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle Univers, Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, All. Geoffroy Saint-Hilaire, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Sean RAYMOND - Directeur de recherche - CNRS - Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux - Directeur de these
- Sébastien CHARNOZ - Professeur des universités - Université Paris Cité - Institut de Physique du Globe - Rapporteur
- Rita PARAI - Assistant professor - Washington University in St. Louis - Rapporteur
- Aurélie GUILBERT LEPOUTRE - Directrice de recherche - Laboratoire de Géologie de Lyon : Terre, Planète, Environnement - Examinateur
- Alessandro MORBIDELLI - Directeur de recherche - Université de Côte d'Azur - Examinateur
L'origine des volatils, tels que l'eau ou les gaz rares, sur les planètes terrestres est étroitement liée à l'évolution dynamique précoce du système solaire. En particulier, on pense qu'une instabilité dynamique entre les planètes géantes a donné lieu à un bombardement de comètes et d'astéroïdes dans le système solaire interne. Cette instabilité a dû se produire dans les 100 premiers millions d'années du système solaire, potentiellement avant le dernier impact géant sur la Terre. Cependant, cette chronologie semble en conflit avec les signatures isotopiques distinctives du xénon dans le manteau et l'atmosphère de la Terre. Dans cette thèse, j'évalue les effets d'une instabilité précoce sur l'apport d'astéroïdes et de comètes sur les planètes terrestres, en particulier la Terre, et ce que cela implique pour leurs budgets volatils respectifs. J'aborde cette question à l'aide de simulations à N-corps de l'évolution précoce du système solaire, de calculs de probabilités de collision, de simulations d'impacts et de mesures isotopiques de gaz rares. Dans Joiret et al. (2023), la stochasticité du bombardement cométaire est soulignée, car il y avait probablement un grand nombre de très grosses comètes dans le disque externe primordial. Sur base de ces résultats, Joiret et al. (2024) démontre qu'une augmentation tardive du flux cométaire par rapport au flux astéroïdes carbonés est possible, et peut notamment expliquer la dichotomie de la signature du xénon entre le manteau et l'atmosphère de la Terre. Les simulations hydrocode montrent que les comètes implantées dans le système solaire interne suite à l'instabilité ont pu apporter des volatiles de façon efficace à la Terre. Enfin, nos mesures de spectrométrie de masse montrent que les météorites HED, qui proviennent de la croûte de Vesta, ne contiennent aucune signature cométaire. À l'aide de simulations numériques, je montre que cela est probablement lié à la faible attraction gravitationnelle de Vesta qui entraîne une faible efficacité d'accrétion des impacteurs cométaires ayant des vitesses réalistes.
Mise en forme de biomolécules par compression: maîtrise des paramètres de formulation et de procédé afin de garantir efficacité biologique et stabilité
par Charbel MADI (I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Module 2.1 146 rue Léo Saignat, 33076, Bordeaux
devant le jury composé de
- Virginie BUSIGNIES - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Christine CHARRUEAU - Professeure des universités - Université Paris cité - Rapporteur
- Pierre TCHORELOFF - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Tahmer SHARKAWI - Maître de conférences - Université de Montpellier - Rapporteur
- Sophie CAZALBOU - Maîtresse de conférences - Université Paul Sabatier - Toulouse III - Examinateur
- Mehdi CHERIF - Professeur des universités - Art et Métier ParisTech, ENSAM - Examinateur
Actuellement, la part des biomolécules sur le marché pharmaceutique est en constante croissance Les prévisions annoncent que le marché des biomolécules pourrait atteindre les 390 milliards de dollards à l'horizon 2024 (Mordor Intelligence, 2019). Le contexte sanitaire actuel a permis l'émergence de nouvelles approches thérapeutiques utilisant ces biomolécules (anticorps monoclonaux, protéines recombinantes, matériel génique de type petits ARN interférents ou mARN, …).. En première inttention, ces biomolécules sont formulées sous forme de solutions ou de dispersions aqueuses destinées à êtreadminstrées par voie parentérale. Cependant, l'arrivée rapide sur le marché des vaccins contre la Covid 19 a également mis en lumière les enjeux de stabilité et de logistique associés à ces formes pharmaceutiques (notamment en ce qui concerne le maintien de la chaîne du froid). La formulation de ces biomolécules sous une forme comprimé stable à température ambiante constiturait une avancé importante, tout en donnant accès à des voies d'administration telle que la voie orale. Le laboratoire a developpé depuis plusieurs années des stratégies innovantes dans ce sens et a déposé plusieurs brevets concernant la compression de molécules biologiques fragiles. Le comprimé se caractérise par une stabilité chimique et physique plus importante comparée à d'autres formes galéniques. Il améliore également le confort du patient et facilite l'observance des traitements puisqu'il est en grande majorité administré par voie orale. A l'échelle industrielle, les machines à comprimer rotatives permettent de garantir des cadences de production élevées. Cependant, au cours du procédé de compression, le système granulaire contenu dans la matrice est soumis à des stress mécaniques importants qui peuvent potentiellement affecter l'activité biologique des biomolécules. La possibilité de formuler ces biomolécules sous la forme de comprimés ne pourra donc se faire qu'avec une connaissance approfondie des effets de la formulation et des paramètres du procédé (couple produit/process). L'objectif du travail proposé sera de cerner l'importance de la formulation et des paramètres du procédé de compression sur des biomolécules modèles représentatives des différents produitsd'intérêt thérapeutique. L'étape de compression devra nécessairement être précédé d'une étape d'obtention des biomolécules à l'état granulaire sous la forme d'un solide lyophilisé. Un des premiers objectifs sera donc de proposer des conditions de lyophilisation qui permettent de maintenir l'activité des biomolécules modèles en anticipant sur les conditions d'optimisation du procédé (gestion des transferts …) et du produit obtenu (caractéristiques physico-chimiques et texturales des lyophilisats obtenus). Le deuxième objectif est d'évaluer l'influence du solide lyophilisé (état physique, texture du solide lyophilisé) sur son comportement en compression. Ce deuxième point est particulièrement important car il constituera le point de départ des orientations de formulation et de choix des paramètres de compression. Cette étude des procédés de mise en forme sera couplée avec une évaluation de l'activité biologique des biomolécules modèles et de la stabilité des comprimés. Deux approches seront donc mises en œuvre, d'une part les études des propriétés mécaniques des systèmes au cours de la compression a l'aide de simulateurs de presses rotatives instrumentés et d'autre part, l'analyse fine de la structure des compacts obtenus et de leurs propriétés mécaniques. L'ensemble des résultats obtenus devront permettre de proposer des éléments de définition des paramètres critiques intégrés dans des espaces de design des procédés afin d'envisager le développement à grande échelle de comprimés de biomolécules.