Projet GATES : des doctorats prestigieux en partenariat avec l'UGA

Finn Sombrutzki mène ses recherches en collaboration avec l'Institut de Biologie Structurale (IBS – CEA/CNRS/UGA), il se concentrant sur les étapes précoces conduisant à la formation d'amyloïdes, et explore spécifiquement la dynamique des protéines et de l'eau d'hydratation.

Après un BTS Biotechnologie (BTA Ausbildung) à Neumünster, en Allemagne, et un Service Civique à Grenoble, Finn a obtenu une licence de Chimie à l'Université de Fribourg en Allemagne, puis un Master en Biologie Structurale à Grenoble – ouvrant la voie à ses travaux doctoraux actuels, débutés en novembre 2023.

Dans les systèmes biologiques, des solutions protéiques homogènes peuvent se démélanger spontanément dans un processus appelé séparation de phases liquide-liquide, générant une phase dense enrichie en protéines et une phase diluée apppauvrie en protéines. Les protéines intrinsèquement désordonnées participent fréquemment à la séparation de phases liquide-liquide (SPLL). Le projet de Finn se concentre sur la protéine tau, qui est exprimée dans les neurones et forme des fibrilles insolubles – une caractéristique de la maladie d'Alzheimer.

Son objectif est d'étudier les changements dans la dynamique des protéines et de l'eau d'hydratation pendant la SPLL, en se concentrant sur des échelles de temps nanosecondes et des échelles de longueur en Ångström. Pour sonder ces mouvements moléculaires rapides, il utilisera les neutrons du réacteur à haut flux de l'ILL afin de mesurer les échanges d'énergie entre la protéine tau et les molécules d'eau qui l'entourent. Ces informations lui permettront de quantifier la diffusion des atomes d'hydrogène et d'acquérir une compréhension plus approfondie des mécanismes biophysiques sous-jacents à l'amyloïdogenèse.

Les expériences seront menées sur le spectromètre de rétrodiffusion IN16B de l'ILL, pour lequel Finn a obtenu du temps de faisceau lors du deuxième cycle du réacteur cette année. Son projet est co-encadré par Yann Fichou (Institut Européen de Chimie et Biologie), Giorgio Schirò et Martin Weik (IBS) ainsi que Tilo Seydel (ILL).

La thèse de Théodore Arnaud est co-dirigée par l'ILL et le Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV – CNRS/UGA), et se concentre sur l'utilisation de la diffraction neutronique pour déchiffrer l'interaction des pathogènes avec les glycolipides humains.

Diplômé en biologie de l'ENS Paris-Saclay et titulaire d'un double master en Biologie et Santé, Théodore a développé un vif intérêt pour la microbiologie et la biochimie au travers de divers stages de recherche. Ces expériences l'ont incité à poursuivre un doctorat au carrefour de la biologie structurale, de la microbiologie et de la biochimie.

Many pathogens recognize carbohydrate molecules during the initial stages of infection, often via virulence factors or toxins that target host-cell glycolipids. Gaining a detailed structural understanding of these interactions can pave the way for designing new inhibitors as alternatives to antibiotic treatments. Launched in October 2023, Théodore’s research aims to analyse the binding of bacterial proteins to human sugars using neutron crystallography—a technique that reveals unique details about hydrogen bonding and protonation states.

De nombreux pathogènes reconnaissent des molécules de glucides lors de la première étape de l'infection, par exemple en utilisant des facteurs de virulence ou des toxines qui ciblent les glycolipides sur les cellules hôtes.  Acquérir une compréhension structurelle détaillée de ces interactions peut ouvrir la voie à la conception de nouveaux inhibiteurs comme alternatives aux traitements antibiotiques. Débutée en octobre 2023, le travail de recherche de Théodore vise à analyser l'interaction entre les protéines bactériennes et les sucres humains en utilisant la cristallographie neutronique – une technique qui révèle des détails uniques sur les liaisons hydrogène et les états de protonation des molécules.

His work involves the production and purification of deuterated recombinant proteins and sugars through synthetic biology. Suitable crystals have already been obtained, and structural analyses are being conducted using ILL’s state-of-the-art instruments, LADI and DALI.

Son travail implique la production de protéines recombinantes deutérées et de sucres deutérés par biologie synthétique. Des cristaux appropriés ont déjà été obtenus, et des analyses structurales sont en cours à l'aide des instruments de pointe de l'ILL, LADI et DALI.

Théodore est co-encadré par Anne Imberty, directrice de recherche au CERMAV, et Matthew Blakeley, scientifique et responsable des instruments LADI/DALI à l'ILL.