Stage Master

La sélénoprotéine N ou SELENON est l’une des 25 protéines humaine contenant du sélénium sous forme de l’acide aminé sélénocystéine. Cette protéine membranaire du réticulum endoplasmique est exprimée de façon ubiquitaire dans tous les tissus, mais des mutations dans son gène sont la cause de différentes formes de dystrophies musculaires congénitales. Ceci suggère qu’en dépit de son expression dans de nombreux tissus, la fonction de SELENON est particulièrement importante dans des processus essentiels pour le développement ou la maintenance du muscle. Bien que la réaction catalysée par SELENON reste inconnue à ce jour, la présence d’un résidu sélénocystéine et d’un thioredoxin-fold dans le core conservé de la protéine sont des indications d’une fonction oxydo-réductase. Une meilleure compréhension de la fonction moléculaire de cette protéine est essentielle pour déchiffrer les mécanismes pathogéniques qui participent au développement des maladies musculaires liées à SELENON.
Notre projet a pour objectif de déterminer l’activité catalytique de SELENON et d’analyser cette activité dans le contexte du métabolisme ou des voies de signalisation cellulaires, tels que le contrôle du stress oxydatif dans le réticulum endoplasmique, l’homéostasie du calcium ou encore la fonction musculaire. Aucune fonction n’a pu être prédite sur la base de l’analyse de séquence ou d’homologie. En revanche, une étude phylogénétique a montré que cette protéine est fortement conservée chez les animaux. De façon plus surprenante, un orthologue du gène SELENON a également été identifié dans un groupe de bactéries non-classifiées symbiotiques d’une éponge, Candidatus poribacteria. L’analyse des génomes de ces microorganismes a montré la présence de copies multiples de ce gène (2 à 13), répertoriant un ensemble de plus de 80 séquences SELENON bactériennes. Ce grand nombre de copies du gène suggère l’importance de l’activité SELENON dans ces organismes, et sa possible participation à l’interaction hôte-symbiote. D’autres gènes SELENON procaryotes ont également été identifiés dans quelques autres rares bactéries ou archaea.
Nous pensons que l’étude de ces gènes bactériens peut nous apporter des informations précieuses sur la fonction enzymatique de cette protéine. Dans ce but, nous menons des analyses génomiques pour identifier des gènes physiquement associés à SELENON dans une même région du génome (synthénie), ou au sein d’unités de transcription (opérons). En parallèle, par des analyses de génomique comparative, nous recherchons des gènes co-évolués, c’est à dire représentés uniquement dans les bactéries comportant SELENON. La caractérisation de ces gènes et de leur fonction associée, si elle est connue, peut nous apporter des indices des mécanismes ou voies biologiques auxquels SELENON participe. Ces informations pourront par la suite être intégrées dans différents modèles moléculaire, cellulaire ou même un modèle de souris transgéniques, pour confirmer et valider cette fonction.

Compétences souhaitées : La participation à ce projet nécessite, en plus de l’utilisation des outils classiques de bioinformatique, des bases d’utilisation de lignes de commande (ex Bash) et de programmation (ex Python). Avant tout, nous recherchons un étudiant imaginatif, curieux, motivé et souhaitant développer des compétences de chercheur autonome.