Approches chémobiologiques pour la toxicologie des terres rares chez l’humain // chemical biology approaches to rare earth toxicology in humans

Topic description

L’utilisation technologique des lanthanides s’est intensifiée dans des domaines aussi divers que les énergies renouvelables, l’informatique et la médecine. Leur utilisation croissante pose la question de leur impact sur l’environnement et la santé humaine. Cependant, peu d’études existent sur leur toxicité éventuelle et les mécanismes moléculaires qui la sous-tendent. Nous proposons une approche pluridisciplinaire pour répondre à ces questions, et notamment : (i) identifier les protéines impliquées dans la réponse cellulaire à l’exposition aux lanthanides ; (ii) identifier les protéines interagissant avec ces ions métalliques, en utilisant des outils chémobiologiques développées au laboratoire. Nous déterminerons ainsi les partenaires d’interaction de ces métaux critiques, leur effet sur les organismes vivants et les caractéristiques clés qui leur permettent de lier le métal. Nos résultats permettront d’étendre nos connaissances sur la toxicologie de ces métaux, peu étudiée, et d’informer les politiques de protection environnementale et humaine. Sur le long terme, la compréhension des mécanismes moléculaires des interactions métal-vivant permettra l’émergence de stratégies bio-inspirées pour leur extraction, leur recyclage et leur (bio)remédiation.


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Recent technological developments have expanded and intensified the use of lanthanides in domains as diverse as renewable energy, computing, and medicine. Increasing usage of these metals raises the question of their impact on the environment and human health. However, the potential toxicity of these metal ions, and its underlying molecular mechanisms, are still little known and rarely investigated in human cell models. The goal of the PhD will be to investigate the human cells response to exposure to Ln ions, and to systematically identify the proteins involved in this response, using a set of chemical and biological tools. In particular, we want to address the following questions: which protein networks are activated or deactivated following Ln exposure? Do Ln ions affect phosphorylation of proteins? Which proteins are directly interacting with Ln ions? will thus decipher what are the key biological interactors of lanthanides, their roles in living systems and the features that enable efficient binding to metals. We expect that our findings will give insights into the toxicology of those elements and inform environmental and occupational safety policies. On the longer term, new bio-inspired strategies for their extraction, recycling, decorporation and remediation will arise from the molecular understanding of metal-life interactions, enabling a well thought-out usage of these elements to support the environmental and numerical transitions.s
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Service : DIESE
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : Chimie et Sciences du Vivant (EDCSV)
Directeur de thèse : DELANGLE Pascale
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRIG/DIESE/SyMMES
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Funding category

Public/private mixed funding

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