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Accueil du site > Reserve Emploi / Thèse / Stages > Sujets de thèses 2008-2011 proposés au CRPP

Auto-organisation de macromolécules biologiques modèles : les virus fd

Directeur de thèse : Eric GRELET

L’enjeu de la thèse est l’étude de l’auto-assemblage de suspensions formées de virus en forme de filament. Ces virus (inertes pour l’homme !), des bactériophages appelés fd, s’auto-organisent en différentes mésophases en fonction de leur concentration.

Ils constituent, en raison de leur exceptionnelle monodispersité, un polymère et un colloïde modèles pour l’étude de l’auto-organisation de la matière condensée. L’uniformité de leur longueur permet l’apparition de phases lamellaires observables directement en microscopie optique, ce que ne permettent pas les nanoparticules ou polymères de synthèse connus actuellement. Des techniques de biologie moléculaire permettent de produire des mutants, dont la longueur et la charge peuvent être modifiées. Plus particulièrement, nous avons abordé la question de l’expression et de la transmission de la chiralité dans les différentes mésophases formées [1], de la phase cholestérique [2] à la phase colonnaire hexatique, récemment découverte au laboratoire. Nous souhaitons en premier lieu étendre ces études structurales et de détermination des diagrammes de phases, aux mélanges ternaires virus/polymères/électrolytes (mono- ou multivalents), où des morphologies extrêmement variées et originales (membranes, torsades,…) apparaissent. Une collaboration avec des théoriciens sera menée pour le développement de modèles phénoménologiques. Un deuxième volet traitera de l’étude des propriétés dynamiques des mésophases, comme la mesure des coefficients de diffusion déjà entreprise dans le cas de la phase lamellaire [3]. Le dernier axe de recherche concernera l’élaboration de nouveaux matériaux par fonctionnalisation des bactériophages, comme par exemple la minéralisation à l’aide de silice, où deux voies pourront être explorées : soit une approche physico-chimique directe comme la métallisation des virus sous radiolyse, soit la réalisation préalable de mutations génétiques pour favoriser l’interaction des protéines du virus avec des groupements ou fonctions chimiques spécifiques.

Références :

[1] E. Grelet, S. Fraden, What is the origin of chirality in the cholesteric phase of virus suspensions ? Phys. Rev. Lett. 90, 198302 (2003)

[2] F. Tombolato, A. Ferrarini, E. Grelet, Chiral nematic phase of suspensions of rod-like viruses : left handed phase helicity from a right handed molecular helix , Phys. Rev. Lett. 96, 258302 (2006)

[3] M.P. Lettinga, E. Grelet, Self-diffusion of rod-like viruses through smectic layers, Phys. Rev. Lett. 99, 197802 (2007)

Techniques utilisées : microscopie optique (fluorescence) et électronique, diffraction de la lumière et des rayons X.

Collaborations : Forschung Zentrum Jülich (Allemagne), INRA de Villenave d’Ornon, Institut des Nanosciences de Paris, Université de Padoue (Italie)L’enjeu de la thèse est l’étude de l’auto-assemblage de suspensions formées de virus en forme de filament. Ces virus (inertes pour l’homme !), des bactériophages appelés fd, s’auto-organisent en différentes mésophases en fonction de leur concentration.