Description du sujet de thèse

Exploration de la biophysique du moteur flagellaire bactérien et de la motilité bactérienne à travers une perspective de biophysique expérimentale d'un organisme modèle émergent : Campylobacter jejuni.

Contexte de travail

La locomotion flagellée, utilisée par plus de 80 % des espèces bactériennes, est fondamentale pour une large gamme de processus biologiques, y compris la chimiotaxie, l'essaimage et la formation de biofilms. Ainsi, les nanomachines de plusieurs 'espèces modèles', telles qu'Escherichia coli et Salmonella enterica, ont été extrêmement bien caractérisées. Les moteurs flagellaires bactériens (MFB) exploitent le flux d'ions pour faire tourner un long filament flagellaire hélicoïdal afin de propulser la motilité bactérienne ; le passage des cations (généralement des protons ou Na+) à travers les unités de stator intégrées dans la membrane interne entraîne des changements conformationnels qui exercent une force sur l'anneau C cytoplasmique du rotor du moteur. Ces composants moteurs de base sont conservés chez toutes les bactéries possédant des systèmes flagellaires, avec plusieurs variations entre les genres pouvant conférer différents avantages sélectifs dans différents environnements.

Par exemple, on pense que les moteurs flagellaires de Campylobacter jejuni et des espèces de Vibrio sont adaptés pour un couple plus élevé, permettant un mouvement plus rapide dans des environnements visqueux. Le ϵ-proteobacteria C. jejuni est la cause la plus courante d'entérite bactérienne d'origine alimentaire, qui peut entraîner une variété de complications post-infectieuses telles que le syndrome de Guillain-Barré, l'arthrite réactive et la neuropathie. Sa motilité flagellée est cruciale pour coloniser et envahir les intestins de l'hôte et pénétrer les barrières muqueuses. Sous-jacent à ce cycle de vie complexe, qui s'étend sur une gamme de différents environnements, se trouve une structure flagellaire tout aussi complexe : C. jejuni est une bactérie biflagellée avec un flagelle émanant de chaque pôle, et la cryo-tomographie électronique révèle plusieurs composants supplémentaires dans sa structure moteur. Cependant, malgré sa pertinence clinique et ses adaptations structurelles et fonctionnelles intrigantes, le système flagellaire de C. jejuni reste largement sous-étudié.

Ce projet propose de caractériser la biophysique du système flagellaire de Campylobacter à travers les niveaux d'organisation et vise à établir davantage C. jejuni comme un organisme modèle émergent pour l'étude de la motilité bactérienne flagellée.

Ce projet est co-dirigé par deux jeunes chercheurs principaux, Ashley Nord, CNRS, et Jasmine Nirody, à l'Université de Chicago. Ashley fait partie de l'équipe 'Physique et Mécanique des Systèmes Biologiques', composée de trois chercheurs permanents du CNRS, tous avec une formation en physique et biophysique. L'équipe est très interactive et dynamique, et le candidat aura l'opportunité de collaborer à d'autres projets en cours au sein de l'équipe, selon ses intérêts. Le Centre de Biologie Structurale (CBS) est un institut de recherche interdisciplinaire et international situé à Montpellier, France. Il est composé de 13 équipes de recherche mélangeant la biophysique, le génie biomédical et la biologie structurale. Leur expertise couvre une vaste gamme, incluant des techniques de microscopie optique de pointe, des pinces optiques et magnétiques, la microscopie à force atomique, la RMN, la cristallographie aux rayons X, la bioinformatique, le génie biochimique et la modélisation biomoléculaire. Il accueille de nombreux doctorants et postdoctorants de diverses origines et nationalités.

Contraintes et risques

Au cours du doctorat, le candidat passera jusqu'à six mois à l'Université de Chicago pour mener des recherches dans l'équipe de Jasmine Nirody.

Activités
• Biophysique à molécule unique
• Microscopie en champ clair
• Microscopie fluorescente
• Analyse d'image, analyse de séries temporelles
• Programmation
• Pinces optiques
• Modélisation théorique
• activités en laboratoire et biologie cellulaire/moléculaire (bactéries)

Compétences
• Posséder une solide formation en physique, biophysique, biologie quantitative ou discipline connexe;
• Avoir de l'expérience ou une bonne connaissance des microscopies optique et de fluorescence;
• Avoir de l'expérience ou connaître les pinces optiques ;
• Avoir de l’expérience dans l’analyse d’images, l’analyse de séries chronologiques et l’analyse de données quantitatives;
• Avoir des compétences en programmation (le laboratoire utilise principalement Python);
• Avoir de l'expérience en laboratoire humide ou être désireux d'apprendre à travailler avec des bactéries;
• Être innovant, apprécier la résolution de problèmes et être capable de repousser les limites des dispositifs de microscopie optique personnalisés;
• Apprécier le travail dans un environnement interdisciplinaire;
• Être créatif, enthousiaste, très motivé et capable de travailler de manière indépendante et en équipe.

Des compétences de haut niveau en communication en anglais sont un atout; aucune connaissance du français n’est requise.