Thèse les Microprotéines Sécrétées Comme Nouvelle Source de Ligands des Rcpg pour Moduler la Biologie de la Reproduction H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : LMGM - Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires Direction de la thèse : Matthieu CHAVENT ORCID 4773000345244773 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-30T23:59:59 Les microprotéines, codées par des petits ORF (smORF pour small ORF) de moins de 100 codons récemment annotés, représentent une famille de potentiels régulateurs biologiques encore largement inexplorée du protéome. Au sein du système reproducteur mâle, les glandes accessoires, qui sont l'analogue fonctionnel de la prostate, sécrètent des centaines de protéines du fluide séminal (Seminal fluid proteins ou Sfp) dont un grand nombre sont des microprotéines. Ces Sfp induisent des changements physiologiques et comportementaux (stimulation de la prise alimentaire et de la ponte, inhibition réceptivité sexuelle, etc.) chez la femelle, appelés réponses post-accouplement (Post-Mating Responses ou PMR), assurant le succès reproductif du mâle. Néanmoins, le mode d'action des Sfps dans la régulation de la PMR reste mal compris. Notre hypothèse est que certaines microprotéines Sfp puissent servir de molécules de signalisation entre mâle et femelle pour induire la PMR via leur liaison à des Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG), qui sont des acteurs majeurs pour induire des réponses physiologiques aux signaux extérieurs. Ainsi, ce projet de thèse vise à prédire les interactions entre les microprotéines du fluide séminal sécrétées et les RCPG, et à caractériser leurs fonctions biologiques dans le contexte de la reproduction chez la drosophile, en combinant modélisation computationnelle et validation expérimentale. Ce projet sera mené conjointement entre l'équipe Chavent (modélisation multi-échelle des interactions protéiques) et l'équipe Zanet (biologie fonctionnelle des microprotéines in vivo).

L'objectif 1 sera de développer un pipeline bioinformatique intégrant plusieurs niveaux d'analyses sur une premier jeu de données contenant 80 microprotéines Sfp sécrétées et 220 RCPG déjà identifiés chez la drosophile. D'abord, des méthodes d'IA appliquées à la biologie structurale (telles que AlphaFold,Chai-1, ou RoseTTA fold) seront utilisées pour prédire les interactions puis pour hiérarchiser les couples microprotéines-RCPGs. Puis, les complexes les plus prometteurs seront ensuite raffinés et validés par des simulations de dynamique moléculaire gros-grain (Martini3) pour évaluer la stabilité de l'interaction dans un environnement membranaire réaliste et tout-atome pour caractériser finement l'interface de liaison.

L'objectif 2 permettra de valider expérimentalement les couples microprotéines-RCPG ayant la plus forte probabilité d'interaction identifiés par le pipeline informatique. Dans un premier temps, l'interaction microprotéine/récepteur sera testée en cellules (immunofluorescence et co-immunoprécipitation). Puis, les couples validés seront testés fonctionnellement in vivo, en induisant la perte de fonction chez la drosophile des microprotéines chez le mâle et des RCPGs chez la femelle, et en analysant la PMR chez la femelle. Cette étape permettra de valider le pipeline bioinformatique, si besoin de l'améliorer, et de l'étendre pour l'analyse de nouvelles microprotéines, encore non-annotées dans le génome, en cours d'identification par protéomique sur les organes reproducteurs de drosophile mâle.

L'objectif 3, sera d'optimiser les liaisons microprotéines-RCPGs pour les stabiliser en utilisant le pipeline bioinformatique et ainsi de potentialiser leurs effets physiologiques. Ceci permettra également d'étendre les fonctionnalités du pipeline bioinformatique pour générer de nouvelles microprotéines synthétiques et évaluer si certaines pourraient également moduler des RCPGs orthologues chez l'homme.
Ce projet de thèse vise à étudier des microprotéines comme ligands de récepteurs couplés aux protéines G. Ce travail s'appuie sur l'expertise de l'équipe J Zanet pour l'identification et la caractérisation des microprotéines chez la drosophile [1,2] et l'expertise de l'équipe M Chavent pour l'utilisation à large échelle des outils d'IA générative pour la biologie structurale [3] et les simulations de dynamique moléculaire multi-échelles de systèmes membranaires [4].