Description du sujet de thèse

Reproduire les propriétés du vivant dans les cellules artificielles, telles que leur motilité (ou nage directionnelle), constitue un enjeu majeur de recherche entre la physique et la biologie synthétique pour comprendre le comportement individuel et collectif de leurs homologues naturels plus complexes, tout en présentant un potentiel applicatif pour le développement de thérapies avancées. L'un des mécanismes les plus efficaces d'autopropulsion des particules browniennes repose sur des micro-nageurs auto-phorétiques qui se propulsent en générant un gradient local de concentration ou de température grâce à des propriétés de surface asymétriques (particules Janus). Ces gradients induisent des écoulements de surface qui conduisent à un mouvement dirigé. Dans ce projet de thèse, nous concevrons et développerons une nouvelle génération de particules autopropulsées, soit alimentées chimiquement par décomposition enzymatique d'un carburant comme le glucose, soit propulsées par la lumière grâce à un mécanisme de thermophorèse. Ces particules, des vésicules polymériques, seront fonctionnalisées de manière asymétrique avec des bactériophages filamenteux afin d'améliorer l'efficacité de leur nage directionnelle. L'organisation spatio-temporelle de ces microparticules propulsées chimiquement ou physiquement sera étudiée au niveau individuel grâce à des techniques avancées de microscopie optique et de suivi de particules afin de caractériser leur comportement dynamique et de comprendre les effets individuels et collectifs dans des fluides simples et complexes. Tout en abordant des questions fondamentales, l'objectif du projet est d'établir une preuve de concept pour la conception de protocellules artificielles auto-propulsées capables de démontrer une motilité efficace, permettant à long terme d'envisager une délivrance ciblée plus efficace de médicaments.

Contexte de travail

Mots-clés : Matière active - Particules auto-propulsées - Micro-nageurs - Bactériophages - Microscopie optique - Dynamique de particules

Ce projet de thèse est principalement expérimental avec de multiples collaborations apportant un soutien et une expertise allant de la biochimie à la modélisation physique. La thèse est fondamentalement interdisciplinaire, combinant la physique de la matière molle, la physico-chimie, ainsi que la production et la manipulation d'objets biologiques. Les candidats doivent être en possession ou espérer obtenir un master dans une discipline pertinente (physique-chimie, science des matériaux, physique, nanosciences, etc.). De bonnes compétences en communication écrite et orale en anglais sont importantes.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Informations complémentaires

Financement ANR PopART