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Biologie synthétique des ARN

publié le

Repliement dynamique de l’ARN et ingénierie de commutateurs ARN

Notre équipe développe des méthodes pour concevoir « à façon » des systèmes ARN de régulation génétique de type « commutateurs ARN » – aussi appelés « switches ARN ». D’une part, nous développons des outils numériques de design de séquences ARN basés sur des simulations du repliement dynamique de l’ARN, d’autre part nous implémentons génétiquement les commutateurs ARN conçus et nous testons et caractérisons expérimentalement leur fonctionnement in vitro et in vivo chez la bactérie.

Context

Les molécules d’ARN jouent un rôle fondamental dans de nombreux processus cellulaires. Comme pour les protéines, les fonctions et mécanismes d’action des ARN dépendent de façon cruciale de leur capacité à se replier de façon efficace pour former des structures complexes et dynamiques. De ce fait, l’information contenue dans une séquence d’ARN « encode » non seulement sa structure finale mais également ses chemins de repliement, c’est-à-dire l’ensemble des états de repliement intermédiaires et transitoires qui guident efficacement la molécule d’ARN vers sa structure finale fonctionnelle.

Projet scientifique

Pour développer une biologie synthétique de l’ARN performante, nous avons décidé d’utiliser une approche originale d’ « apprentissage par l’ingénierie » : nous concevons des séquences d’ARN fonctionnelles tout en y intégrant le lien séquence-repliement-fonction. Cette approche nous permet ainsi d’explorer les principes d’encodage des chemins de repliement dans une séquence d’ARN.
D’une part, nous développons des outils numériques basés sur des simulations du repliement dynamique de l’ARN pour concevoir des systèmes ARN de régulation génétique de type « commutateurs ARN » – aussi appelés « switches ARN ». D’autre part, nous caractérisons et validons expérimentalement ces commutateurs ARN en les implémentant génétiquement, en les testant in vitro, et en les utilisant ensuite in vivo pour contrôler l’expression de gènes chez la bactérie.

Objectif du stage

Le ou la stagiaire sera impliqué·e dans l’aspect expérimental du projet et sera formé·e selon les besoins aux différentes techniques utilisées. Le but du stage sera de réaliser un ou plusieurs des objectifs suivants :

  • implémentation génétique (clonage) de commutateurs ARN déjà conçus au laboratoire,
  • caractérisation fonctionnelle de ces nouveaux commutateurs in vitro (transcriptions in vitro et analyses quantitatives sur gel),
  • caractérisation du fonctionnement des commutateurs in vivo chez la bactérie (Northern blots et mesures de fluorescence en microplaques).

Contact

Laboratoire LIPhy (UGA/CNRS, Grenoble) : https://www-liphy.ujf-grenoble.fr
Équipe BIOP
Alexandre Dawid – alexandre.dawid@univ-grenoble-alpes.fr – tél. : 04 76 51 47 65