Soutenance de Kassandra Gérard

Le pore nucléaire (NPC) est une structure essentielle au fonctionnement de la cellule eucaryote, assurant le transport sélectif et bidirectionnel des macromolécules entre le noyau et le cytoplasme. Malgré son rôle central, sa mécanique reste peu explorée, en particulier dans des conditions physiologiques telles que le cycle circadien (un rythme endogène optimisant divers processus biologiques au cours de la journée), ou lors d’interactions avec des capsides virales. Le passage à travers le NPC constitue pourtant une étape clé du cycle viral de nombreux virus, dont le virus de l’hépatite B (HBV) et l’adénovirus associé (AAV), qui détournent cette interface nucléaire pour injecter leur génome dans le noyau de la cellule hôte et initier leur réplication. Cette thèse s’inscrit dans une démarche biophysique visant à mieux comprendre la plasticité du NPC face à diverses contraintes physiologiques. Dans ce contexte, nous avons eu recours à la microscopie à force atomique (AFM), qui permet non seulement d’imager des échantillons biologiques à l’échelle nanoscopique, mais également d’en sonder les propriétés mécaniques. J’ai développé un protocole innovant permettant l’étude en liquide, par AFM, de noyaux isolés et intacts d’hépatocytes (principales cellules du foie) de souris. Ce protocole m’a permis d’analyser les propriétés mécaniques des pores nucléaires à différentes phases du cycle circadien, ainsi qu’en son absence. Nos résultats révèlent des variations significatives de leur taille en fonction du moment de la journée, suggérant une modulation cyclique de leur architecture ou de leur environnement nucléaire. Cette plasticité circadienne pourrait refléter une adaptation fonctionnelle optimisée des NPCs aux besoins biologiques fluctuants, tels que les processus transcriptionnels. Par ailleurs, nous avons étudié l’interaction entre les NPCs et deux types de capsides virales : celles de AAV et du HBV. En comparant la mécanique des capsides intactes et leur comportement au contact des NPCs, nous avons mis en évidence des réponses différentielles de la part du pore nucléaire, potentiellement liées à la rigidité propre à chaque type de particule virale. Ces observations ouvrent la voie à une meilleure compréhension des mécanismes d’import nucléaire viral en lien avec les propriétés mécaniques des virus. En combinant imagerie AFM et analyses statistiques adaptées à des distributions non gaussiennes, ce travail met en lumière une dynamique insoupçonnée du pore nucléaire, à la fois intrinsèque (rythme circadien) et induite (stress viral). Il souligne l’importance d’une approche physique pour étudier les structures biologiques complexes, en complément des approches biochimiques et moléculaires.