développement de nouvelles sondes fluorogéniques hybrides pour l'imagerie biologique

par Hela Ben Aissa

Projet de thèse en Chimie Analytique

Sous la direction de Arnaud Gautier.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Chimie Physique et Chimie Analytique de Paris-Centre , en partenariat avec Laboratoire des Biomolécules (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2017 .


  • Résumé

    L'étude des organismes et des cellules requière des systèmes d'imagerie performants permettant d'observer les biomolécules en temps réel (protéines, acides nucléiques, lipides, sucres et métabolites). L'imagerie biologique a bénéficié ces dernières années du développement de nouveaux biomarqueurs fluorescents par ingénierie moléculaire. Une sonde fluorescente idéale doit permettre une liaison spécifique avec la cible, doit être non toxique et photostable et doit être la plus petite possible pour ne pas perturber les fonctions de la biomolécule cible. Le laboratoire d'Arnaud Gautier développe de nouvelles méthodes pour observer les protéines utilisant des sondes hybrides semi-synthétiques. Ces sondes sont composées d'un tag protéique génétiquement encodable et d'une molécule synthétique complémentaire dont la fluorescence s'allume lors de l'interaction avec le tag protéique, assurant ainsi un fort contraste. De telles molécules sont dites fluorogéniques pour souligner leur capacité à fluorescer seulement lors de l'interaction avec leur tag complémentaire. L'objectif principal de la thèse sera de développer de nouvelles sondes fluorogéniques possédant de nouvelles propriétés spectroscopiques pour des applications variées en bio-imagerie. Le travail s'organisera de la façon suivante : (i) identification et caractérisation de nouveaux chromophores fluorogéniques, (ii) ingénierie (par évolution dirigée) et étude de tags protéiques liant ces chromophores, (iii) design de bio-senseurs exploitant ces systèmes fluorogéniques.

  • Titre traduit

    Development of new hybrid fluorogenic reporters for biological imaging


  • Résumé

    Cells and organisms are complex machines driven by a set of dynamic biological events tightly orchestrated in space and time. Our understanding of their inner workings is intricately related to our ability to observe how their constituents (e.g. proteins, nucleic acids, lipids, glycans and metabolites) organize and interact. Beyond advances in optics and detectors, biological imaging has strongly benefited from the development of molecular tools to fluorescently label biomolecules. The lab of Arnaud Gautier develops methods for labeling proteins with exogenously applied small synthetic probes. Selectivity is ensured through fusion to a genetic tag that binds selectively tailored fluorescent molecules. The modular nature of such an approach enables one to tune the synthetic part by molecular engineering, in order to address biological questions with the molecular diversity offered by modern chemistry. To avoid unspecific background in cells and achieve high imaging contrast, fluorescent probes that display no fluorescence until labeling occurs has been developed. Such probes are often called fluorogenic probes to highlight their ability to generate fluorescence upon interaction with their target. In the frame of this PhD, we will design and study fluorogenic reporters with various spectroscopic properties for applications in bioimaging and biosensing. The workflow will consist in (i) the identification and characterization of fluorogenic chromophores, (ii) the engineering (by directed evolution) and study of protein scaffolds binding these fluorogens, (iii) the design of biosensors exploiting the generated systems as reporting modules.