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Auto-organisation de nanoparticules biologiques modeles

Directeurs de thèse : Eric GRELET - 05 56 84 56 13 / Frédéric NALLET - 05 56 84 56 83

L’enjeu du projet est l’étude de l’auto-assemblage de nanoparticules biologiques anisotropes, les bactériophages fd. Ces macromolécules constituent, en raison de leur exceptionnelle uniformité en taille, un système modèle pour l’étude de l’auto-organisation de la matière condensée. Leur grande monodispersité permet l’apparition d’une phase smectique, dont l’arrangement lamellaire est observable directement en microscopie optique, ce que n’autorisent pas les nanoparticules ou polymères de synthèse connus actuellement. Un marquage spécifique en fluorescence permet leur visualisation à l’échelle de la particule unique, permettant ainsi des études fondamentales originales, tant sur la structure que la dynamique de l’auto-organisation. Des techniques de biologie moléculaire permettent également de produire des mutants, dont la longueur, la charge, et la flexibilité peuvent être modifiées.

Plus particulièrement, nous souhaitons développer deux grands axes de recherche dans le cadre de ce projet de thèse. D’une part, l’étude de composites formés de virus et de quantums dots (nanoparticules sphériques fluorescentes), où une ségrégation des nanoparticules dans le cœur des défauts topologiques des mésophases est, en autres, attendue. Cette approche devrait être particulièrement intéressante pour l’étude structurale de la phase colonnaire hexatique, récemment découverte au laboratoire. D’autre part, nous souhaitons étudier l’influence des conditions physico-chimiques et biologiques (température, temps d’incubation souches bactériennes,…) sur les caractéristiques physiques des bactériophages produits. Plus spécifiquement, des investigations quantitatives de l’influence de souche bactérienne sur la polydispersité des virus formés sera menée, et le développement théorique de cette problématique de biophysique sera réalisé en collaboration avec l’université d’Utrecht.

Références  :

M.P. Lettinga, E. Grelet, Phys. Rev. Lett. 99, 197802 (2007) E. Grelet, S. Fraden, Phys. Rev. Lett. 90, 198302 (2003) F. Tombolato, A. Ferrarini, E. Grelet, Phys. Rev. Lett. 96, 258302 (2006) E. Grelet, Phys. Rev. Lett. 100, 168301 (2008) E. Pouget, E. Grelet, M.P Lettinga, Phys. Rev. E in press (2011)

Collaborations scientifiques : FZ Jülich (Allemagne), Universités de Padoue (Italie) et d’Utrecht (Pays-Bas).