Thèse le Rôle des Mécanismes Actifs dans le Maintien de l'Organisation du Noyau Cellulaire H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : MCD - Molecular, Cellular and Developmental Biology Unit Direction de la thèse : Kerstin BYSTRICKY ORCID 0000000167173721 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 La mitose représente un événement critique pour l'intégrité cellulaire. Chez les mammifères, ce processus pose deux défis majeurs. D'une part, l'organisation chromatinienne caractéristique de l'interphase et cruciale pour l'activité du génome, disparaît lors de la condensation mitotique et doit être rétablie dans les cellules filles pour préserver leur identité. D'autre part, l'enveloppe nucléaire, qui se désintègre pendant la mitose ouverte, doit se reformer rapidement autour des chromosomes en décondensation pour restaurer la compartimentation et la forme du noyau.
Ce processus repose donc sur des phénomènes passifs, notamment des principes physiques de granulation et d'advection, et sur des mécanismes actifs, déterministiques ou biologiques.
Dans ce projet de thèse, trois scénarios principaux seront explorés pour expliquer la décondensation de la chromatine et la localisation des territoires chromosomiques. Le premier scénario suppose que le mouvement des télomères, extrémités des chromosomes, et la décondensation de la chromatine sont contrôlés par des processus actifs, principalement générés par des moteurs moléculaires et le réseau d'actine nucléaire. Dans ce cas, les télomères pourraient jouer un rôle actif dans cet événement dirigé. Le deuxième scénario envisage que l'advection de la chromatine pourrait être entraînée par un flux liquide à travers la membrane nucléaire en formation, motivé par la pression osmotique associée à l'expansion de la chromatine, induite par des interactions répulsives entre les monomères ou segments génétiques, conduisant à un mouvement diffusif. Enfin, le troisième scénario examine le rôle du complexe condensine II, un régulateur clé du repliement à grande échelle de la chromatine et du partitionnement du génome dans les cellules de mammifères, dans la rigidité de la chromatine, des interactions répulsives et des propriétés de ségrégation.
Le projet de thèse implique de l'imagerie à fluorescence de haute précision pour étudier la topologie nucléaire au cours du temps, combiné à de la modélisation des polymères pour définir les mécanismes physiques sous-jacents qui régissant pour le maintien du génome. Les données expérimentales collectées seront intégrées dans des modèles théoriques qui seront testés expérimentalement à leur tour. Les expériences seront réalisées en utilisant des cellules de mammifères en culture. De manière originale, l'utilisation de cellules en monocouche et au sein de modèles d'organoïdes en 2D et 3D dans différentes conditions de milieu et de pression, permettront d'analyser le rôle du contact entre cellules et l'apport de l'environnement, ce qu'impliquera des mises au point méthodologiques en lien avec les plateformes d'imagerie LITC et d'organoïdes du CBI. L'activité de recherche du doctorant s'inscrira dans les projets de recherche de l'équipe sur la structure de la chromatine et l'organisation du noyau, combinant de la biologie moléculaire de génomique, d'imagerie et de génétique. La collaboration avec les membres du laboratoire de physique théorique (LPT) sera un appui notable.
Le projet de thèse permettra d'élucider les mécanismes fondamentaux, biologiques et physiques, de l'assemblage nucléaire, de la biologie des télomères et de l'organisation de la chromatine, en se concentrant sur la manière dont l'architecture nucléaire est maintenue lors de la division cellulaire.
En définitive, les résultats de ce projet de thèse contribueront à une meilleure compréhension du maintien de l'intégrité du génome et de l'origine de pathologies nucléaires impliquant un positionnement aberrant des télomères et une dérégulation épigénétique, comme dans les laminopathies, le cancer et le vieillissement.
La mitose représente un événement critique pour l'intégrité cellulaire. Chez les mammifères, ce processus pose deux défis majeurs. D'une part, l'organisation chromatinienne caractéristique de l'interphase et cruciale pour l'activité du génome, disparaît lors de la condensation mitotique et doit être rétablie dans les cellules filles pour préserver leur identité. D'autre part, l'enveloppe nucléaire, qui se désintègre pendant la mitose ouverte, doit se reformer rapidement autour des chromosomes en décondensation pour restaurer la compartimentation et la forme du noyau.
Ce processus repose donc sur des phénomènes passifs, notamment des principes physiques de granulation et d'advection, et sur des mécanismes actifs, déterministiques ou biologiques.
Le projet de thèse permettra d'élucider les mécanismes fondamentaux, biologiques et physiques, de l'assemblage nucléaire, de la biologie des télomères et de l'organisation de la chromatine, en se concentrant sur la manière dont l'architecture nucléaire est maintenue lors de la division cellulaire. Le projet de thèse implique de l'imagerie à fluorescence de haute précision pour étudier la topologie nucléaire au cours du temps, combiné à de la modélisation des polymères pour définir les mécanismes physiques sous-jacents qui régissant pour le maintien du génome.

Ce projet s'adresse à un·e candidat·e motivé·e par la biophysique cellulaire, avec une formation solide en biologie moléculaire et cellulaire, complétée par un intérêt marqué pour les approches quantitatives (imagerie, modélisation, analyse de données). Une sensibilité aux mécanismes physiques sous-jacents à l'organisation nucléaire (forces actives, dynamique des polymères, interactions biomoléculaires) sera un atout majeur.
Formation recommandée : Master en biophysique, biologie cellulaire/moléculaire, bioingénierie, ou physique appliquée à la biologie.
Expérience préalable en laboratoire de recherche (stage, mémoire) dans un domaine connexe.
Compétences :
Biologie cellulaire, imagerie avancées, physique des polymères, analyse de données;
Curiosité scientifique, rigueur expérimentale, esprit collaboratif, autonomie et adaptabilité