Stage M2S3 (2020-2021)

L’antibiorésistance (AR) est désormais un problème de santé planétaire majeur avec des enjeux économiques directs et indirects chiffrés en milliards de dollars. Cette résistance résulte notament d’un usage intensif irraisonné des antibiotiques et d’un arrêt de la production de nouvelles molécules actives. Différentes approches sont dès à présent mises en place au niveau international pour orchestrer des actions concertées dans différents domaines pour en contrôler l’évolution. Un des aspects qui concerne la recherche fondamentale est d’identifier de nouvelles cibles spécifiquement bactériennes et de développer des molécules capables de bloquer leurs fonctions et de tuer ainsi les bactéries.
Nous avons identifié l’anneau de réplication bactérienou anneau  comme nouvelle cible moléculaire pour le développement d’une nouvelle classe d’agents antibactériens ciblant la réplication. Cet anneau est un élément central du complexe réplicatif car il confère à l’ADN polymérase réplicative (Pol R) sa grande processivité (> 105) et sert aussi de plateforme d’interaction aux ADN polymérases translésionnelles (Pol TLS). Le site d’ancrage des polymérases, très conservé chez les procaryotes, est localisé en surface de l’anneau. L’inhibition de la liaison à (Pol R) conduit à la mort cellulaire, celle de la liaison des ADN polymérases translésionnelles à l’abrogation de la synthèse translésionnelle et donc de la mutagenèse et de l’adaptation. Par une approche pluridisciplinaire et intégrative, nous avons développé des ligands peptidiques qui interagissent avec l’anneau d’Escherichia coli (Ec) avec une haute affinité et sont capables d’inhiber l’activité des ADN polymérases bactériennes in vitro et in vivo.
Afin d’exploiter au mieux les possibilités d’interaction du site de liaison de l’anneau, nous avons récemment conduit une campagne systématique de sélection de fragments interagissant avec l’anneau Ec par criblage d’une banque de petites molécules diffusés dans des cristaux d’anneau. Le stage proposé vise à analyser les données collectées sur ces cristaux pour identifier les fragments interagissant dans le site de fixation des ADN polymérases. Ces données seront par la suite utilisées pour modéliser des ligands pouvant occuper le site de liaison de façon optimale.
Le stage sera réalisé en collaboration étroite avec le Dr. Vincent Oliéric (scientifique d’une ligne de lumière synchrotron, SLS, Villigen, Suisse). L’étudiant travaillera principalement sur l’analyse in silico des données cristallographiques issues d’une campagne de criblage de molécules fragments (> 500) contre l’anneau de réplication bactérien. Le candidat doit avoir des compétences en biologie structurale (idéalement en cristallographie des macromolécules biologiques), en informatique et une forte motivation pour la recherche interdisciplinaire.

Bibliographie :
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4- Wolff, P et al. Journal of Medicinal Chemistry 54, 13 : 4627 37. https://doi.org/10.1021/jm200311m.
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