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Architecture Cellulaire

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PostDoc position available

Application time frame: 
The vacant PostDoc Position is to be filled in spring 2024. The application deadline is the 15th of January 2024. Shortlisting of candidates will start earlier.  

Topic:  
Cryo-electron tomography (cryo-ET) can provide unique ultrastructural insights into the molecular architecture of natively preserved cells. Combining it with subtomogram averaging (STA) allows for determining subnanometer resolution structures in situ. However, localizing proteins of interest (POIs) within cells during data acquisition and processing remains a bottleneck for this approach. Fluorescently tagged POIs for cryo-correlative light and electron microscopy (cryo-CLEM) can guide lamella preparation and data acquisition. However, fluorescence microscopy (FM) data will typically not support identifying POIs in cryo-electron tomograms for further processing.  
Thus, a tagging approach marking proteins in both imaging modalities would be highly desirable. At best, the resulting label should be able to recruit membrane-permeable synthetic fluorophores to allow for reliable detection of POIs at endogenous expression levels in FM, result in a uniquely shaped strong density in cryo-ET, and cause neglectable perturbations for cell physiology and protein function. This project aims to provide a genetically encoded two-component cryo-CLEM labeling system that can meet those challenging demands.  

Team:  
Our team is interested in how cells establish, maintain, and alter the shapes and orientations of their large-scale components, like organelles or the cytoskeleton. We are convinced that a holistic understanding of this cellular architecture can only be achieved by visualizing the machinery that organizes it. To do this under the most native conditions and at (sub-) nanometer resolutions, we rely on cryo-ET and STA performed on cellular specimens. In situ structural and ultrastructural insights obtained by this workflow can then serve as a framework for integrating results we gather from reverse genetics, light microscopy, biochemistry, and in vitro structural approaches.  

Available Technology:  
Department of Integrative Structural Biology (BSI) at the Institute of Genetics and Molecular and Cell Biology (IGBMC) has a strong focus on cryo-electron microscopy (cryo-EM) techniques and houses 2 Titan Krios, 1 Glacios, 1 cryo-Focused Ion Beam Scanning Electron Microscope (cryo-FIB/SEM), a cryo-light microscope, several vitrification devices (plunge freezing and high-pressure freezing) and a dedicated micromechanics workshop for developing and prototyping new instruments.  

Additional Motivation: 
IGBMC hosts many working with cellular model systems for a wide variety of developmental, homoeostatic, and pathologic processes, which are amenable to characterization by cryo-CLEM-guided cryo-ET but have yet to be explored by this methodology. This will provide the PostDoc with ample opportunities for in-house collaborations. 
We will support the postdoctoral fellow in the application for prestigious fellowship schemes (Marie Skłodowska-Curie, EMBO, HPSF) and scientific prices. 
The institute is located next to the beautiful city of Strasbourg (with a world-famous Christmas market) in the Alsace region of France, close to the German border and within a short distance to the Black Forrest and the Vosges mountain ranges boasting ample opportunities for recreational activities.   

Candidate:  
Essential requirements:  
-A Ph.D. in a field related to biology, chemistry, or physics  
-Experience in electron and/or fluorescence microscopy   
-Fluency in English (written and spoken)  

Preferential requirements:  
-Experience in cryo-ET, cryo-FM, and/or cryo-EM is considered a strong asset 
-Experience in mammalian cell culture and especially genome editing is a plus  
-Ability to communicate the acquired results by writing manuscripts and giving presentations  

Required personal skills:  
-Proactivity 
-Independence 
-Ability to work in a team  

Application Documents (in English) Compiled as a single PDF and sent to florian.faessler@igbmc.fr: 
-A motivation letter covering your education/scientific experiences and how they have 
prepared/motivated you to work on the development of cryo-CLEM labels (max 1 page)  
-Your CV  
-A description of how a perfectly functional cryo-CLEM label could have benefitted your PhD project or 
of a project in which you would like to employ such a label in the future (max 1 page) 
-The names and contacts of 2 referees  

 

 

 

Voir les travaux précédents de Florian

Architecture Cellulaire

Notre équipe s'intéresse à la manière dont les cellules établissent, maintiennent et modifient les formes et les orientations de leurs composants à grande échelle, comme les organites ou le cytosquelette. Nous sommes convaincus qu'une compréhension holistique de cette architecture cellulaire ne peut être obtenue qu'en visualisant la machinerie qui l'organise. Pour ce faire, dans les conditions les plus natives et à des résolutions (sub-) nanométriques, nous nous appuyons sur la tomographie cryo-électronique et le calcul de la moyenne des sous-tomogrammes effectués sur des échantillons cellulaires. Les connaissances structurales et ultrastructurales in situ obtenues par ce flux de travail peuvent ensuite servir de cadre à l'intégration des résultats que nous obtenons par la génétique inverse, la microscopie optique, la biochimie et les approches structurales in vitro.

Projets en cours

Décryptage des mécanismes (ultra)structuraux de l'organisation du Golgi (Delnia Nazari Banyarani, doctorante)

La glycosylation correcte des protéines dans le système endomembranaire est cruciale pour de nombreux processus biologiques, tels que le tri lysosomal, la structuration de la matrice extracellulaire et la transduction des signaux. Une mauvaise glycosylation est associée à la neurodégénérescence, au cancer et aux maladies auto-immunes. Il est donc vital pour les cellules de maintenir l'ordre de leur plaque tournante de modification des glycanes, l'appareil de Golgi.

Dans ce contexte, la matrice de Golgi, de concert avec d'autres acteurs tels que le cytosquelette, guide la distribution des protéines entre les différentes citernes de Golgi, contrôle leur forme et les maintient empilées. Néanmoins, la manière dont la matrice de Golgi elle-même est structurée pour réaliser ces fonctionnalités reste largement inconnue, car l'utilité des approches classiques basées sur la microscopie à fluorescence, la microscopie électronique à température ambiante et la reconstitution in vitro est limitée par la petite taille et la grande complexité du système. Pour y remédier, nous utiliserons la tomographie cryoélectronique in situ de pointe pour visualiser la matrice de Golgi et ses interacteurs. L'application de la moyenne des sous-tomogrammes à des acteurs sélectionnés nous permettra de déterminer leurs structures à une résolution (sub)nanométrique dans leur environnement intracellulaire.
Nous disposerons ainsi d'un cadre (ultra-) structurel pour l'intégration des données orthogonales fournies par les techniques de génétique inverse, de biologie cellulaire et de biochimie. Ensemble, nous utiliserons ces approches pour fournir des informations sans précédent sur la relation structure-fonction de l'organisation de l'appareil de Golgi.

 

Cryo-CLEM labels for minimizing artifacts and background (Open PostDoc position)

La tomographie cryo-électronique (cryo-ET) peut fournir des informations ultrastructurales uniques sur l'architecture moléculaire des cellules conservées nativement. En la combinant avec le calcul de la moyenne des sous-tomogrammes (STA), il est possible de déterminer in situ des structures d'une résolution inférieure au nanomètre. Cependant, la localisation des protéines d'intérêt (POI) dans les cellules pendant l'acquisition et le traitement des données reste un goulot d'étranglement pour cette approche. Pour résoudre les structures du complexe Arp2/3 dans son état de jonction de branche, nous avons récemment utilisé son accumulation spécifique dans les lamellipodes et son intégration caractéristique dans les réseaux d'actine pour sélectionner des sites cibles pour les séries d'inclinaison et les positions de particules individuelles, respectivement. Pour les POI, dont la localisation est moins prévisible à partir de la seule morphologie cellulaire, l'utilisation de POI marqués par fluorescence pour la cryo-microscopie électronique et lumineuse corrélative (cryo-CLEM) peut guider la préparation des lamelles et l'acquisition des données. Cependant, les données de la microscopie à fluorescence (FM) ne permettent généralement pas d'identifier les POI dans les tomographies cryo-électroniques en vue d'un traitement ultérieur.
Ainsi, une approche de marquage des protéines dans les deux modalités d'imagerie serait hautement souhaitable. Au mieux, l'étiquette résultante devrait être capable de recruter des fluorophores synthétiques perméables à la membrane pour permettre une détection fiable des POIs à des niveaux d'expression endogènes en FM, résulter en une forte densité de forme unique en cryo-ET, et causer des perturbations négligeables pour la physiologie cellulaire et la fonction de la protéine. Ce projet vise à fournir un système de marquage cryo-CLEM à deux composants codé génétiquement qui puisse répondre à ces exigences difficiles.

Membres

Ingénieur(eure)s

Financements et partenaires

Fichier:Centre national de la recherche scientifique.svg — Wikipédia     IMCBio International PhD Program

Actualités

Florian Fäßler, nouveau chef d'équipe de recherche spécialisé dans l'architecture cellulaire

Florian Fäßler rejoint l'IGBMC et crée sa propre équipe de recherche sur l'architecture interne des cellules. En rejoignant le département de biologie…

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Offres d'emploi

Biologie structurale intégrative