Stage master 2 (h/f) «contrôle électrique de la mécanosensibilité des cellules ciliées»

Laboratoire - Service

Le poste est à pourvoir au sein de l'UMR 168 (CNRS/ Institut Curie/ SU), le département de Physique du Centre de Recherche de l’Institut Curie. Cette unité rassemble une communauté de physiciens et de biologistes qui développent des approches interdisciplinaires pour approfondir notre connaissance des mécanismes cellulaires et des pathologies liés à leurs, dysfonctionnements. L'UMR168 est basée sur le campus parisien de l'Institut Curie. Elle compte 13 équipes de recherche et 2 services et ateliers communs, soit 150 personnes environ (1/3 permanents, 1/3 post-doctorants et 1/3 doctorants).

Le stage est à pourvoir au sein de l’équipe du Dr Pascal MARTIN.



Sujet

« Contrôle électrique de la mécanosensibilité des cellules ciliées »

Les sons sont détectés dans l’oreille interne par des cellules mécanosensorielles appelées cellules ciliées, qui convertissent les vibrations de leurs touffes ciliaires en signaux électriques. La transduction mécanoélectrique résulte de l’activation directe de canaux ioniques par une force mécanique, transmise par les liens de bout-de-cil (tip links).

Les corrélats mécaniques de l’ouverture des canaux (la force et l’amplitude du mouvement associés à l’ouverture des canaux ioniques, appelées respectivement « gating force » et « gating swing ») sont des déterminants fondamentaux de la mécanosensibilité des cellules ciliées, mais ils restent mal compris.

Des travaux récents ont montré que la variation du potentiel électrique à travers l’épithélium sensoriel des cellules ciliées module la gating force (jusqu’à ±100%) et révélé une transition inattendue entre deux états fonctionnels, à un certain seuil du potentiel transépithélial :

* un état “OFF”, à faible gating force, caractérisé par une faible mécanosensibilité et une touffe ciliaire immobile ;

* un état “ON”, à forte gating force, pour lequel la mécanosensibilité est forte et la touffe ciliaire entre en oscillation spontanée.

L’objectif du stage sera d’étudier cette transition et de moduler ses propriétés par des perturbations biochimiques externes. Les observations suggèrent fortement une transition de phase du premier ordre, due à une réorganisation collective du complexe protéique des canaux de transduction (impliquant au moins dix protéines).

Sa mise en évidence constituerait un changement de paradigme, passant d’une vision centrée sur la protéine individuelle (“une protéine, une fonction”) à une approche collective, encore largement négligée dans le domaine.

Les expériences combineront :

* l'application de forces sur des touffes ciliaires uniques (1–100 pN),

* l’application de potentiels transépithéliaux (±100 mV),

* et des perturbations biochimiques



Missions

Propositions de missions (tâches pour le stage) non exhaustives

-Mesure et analyse du seuil de transition ON/OFF

Mise en place d’un protocole expérimental pour déterminer le potentiel transépithélial critique.

Étude de la dynamique de la transition entre états fonctionnels.

-Caractérisation mécanique de la touffe ciliaire

Mesure de la force et du déplacement lors de l’ouverture des canaux mécanosensibles.

Analyse de la réponse non linéaire à différentes amplitudes de stimulation.

-Perturbations biochimiques et modélisation

Application de composés modifiant la mécanique membranaire ou les interactions protéiques.

Mise en relation des effets observés avec des modèles de transition de phase.

-Analyse électrophysiologique

Enregistrement du courant de transduction durant les changements de potentiel.

Détermination de la corrélation entre la force de basculement et la conductance ionique.

-Collaboration internationale et valorisation scientifique

Participation aux échanges et à la coordination des expériences avec l’équipe de Stanford.

Ce projet est mené en collaboration avec Tony Ricci (Stanford University) et pourrait donner lieu à une thèse.