Thèse les Vésicules Synaptiques Sont-Elles Sous Pression et quel est l'Impact de cette Pressurisation sur la Neurotransmission H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Ecole normale supérieure - PSL
École doctorale : Physique en Ile de France
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique de l'École normale supérieure
Direction de la thèse : Frédéric PINCET ORCID 0000000242432157
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-15T23:59:59

Les neurones forment des réseaux au sein desquels l'information se propage, est intégrée et analysée afin de générer des réponses appropriées: pensées, mémoire, mouvements musculaires, réponses physiologiques, etc. Dans un neurone, l'information se propage via un signal électrique très rapide (de 0,1 à 100m/s), le potentiel d'action. Lorsque ce signal atteint le site de connexion entre deux neurones, la synapse, il est converti en un signal chimique qui doit se propager à travers les vingt nanomètres environ qui séparent les deux neurones, la fente synaptique. Ce signal chimique, appelé transmission synaptique, doit être aussi rapide que possible pour garantir des réponses efficaces du réseau. Physiologiquement, cette transmission a lieu en environ 1ms.

Au niveau moléculaire, la transmission synaptique est assurée par de petites molécules, les neurotransmetteurs, qui traversent la fente synaptique. Les neurotransmetteurs sont initialement encapsulés dans de petits sacs, les vésicules synaptiques, ancrés à la membrane du neurone présynaptique. Lors de l'arrivée du potentiel d'action, l'entrée de calcium du milieu extracellulaire dans le cytosol neuronal déclenche la fusion de la membrane de la vésicule synaptique avec la membrane neuronale, entraînant la libération des neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs traversent la fente synaptique et se lient aux récepteurs présents sur la membrane du neurone cible, induisant ainsi un potentiel d'action dans ce dernier.

Nos résultats récents suggèrent que la présence d'une protéine transmembranaire, la synaptophysine, induit une pressurisation de la vésicule synaptique. Cette pressurisation modifie radicalement le mode de libération des neurotransmetteurs: leur libération est désormais directionnelle et non plus par diffusion, et ils circulent à travers un pore de fusion plus large, ce qui accélère la libération.

L'objectif de cette thèse est de tester cette hypothèse de pressurisation en mesurant la pression à l'intérieur de la vésicule synaptique, en déterminant la cinétique du pore de fusion et en évaluant le mode de libération des neurotransmetteurs. Pour ce faire, une combinaison de microscopie de fluorescence, de mesures électriques et d'expériences biochimiques sera mise en oeuvre.

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In this PhD, a setup that we recently developed will be used. This device contains a chip with 5 µm hole on which a horizontal suspended membrane can be formed with flexible lipid and protein composition. We have previously shown the versatility and efficiency of this setup5, 6: It is designed to observe triggered fusion, content release and single molecule dynamics on or near the membrane. Small vesicles (50 nm) containing the relevant proteins will be primed on the suspended membranes and calcium added to trigger fusion.

Formation en physique avec de bonnes connaissances en biochimie des protéines. Maîtrise de la microscopie confocale et à onde evanescente.