Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Ces dernières années, les pinces optiques (PO) sont devenues un outil essentiel d'observation, de caractérisation et de manipulation non invasives en microbiologie, chimie et physique du solide. Elles permettent notamment d'étudier plus en profondeur des espèces biologiques telles que les cellules, les virus ou les bactéries. La vitesse élevée des bactéries, pouvant atteindre des centaines de micromètres par seconde, représente un défi pour l'observation d'une bactérie unique, car celle-ci ne reste que quelques secondes dans le champ de vision du microscope. Dans ce contexte, nous travaillons au développement d'approches originales de pinces optiques basées sur des fibres optiques nanostructurées (POF), qui permettront d'étude à long terme d'une bactérie unique ou l'étude de l'interaction entre une bactérie pathogène et une cellule humaine. De plus, les POF permettent d'étudier l'action des flagelles bactériens par microscopie de fluorescence. Cette thèse de doctorat portera sur trois thèmes principaux : le devenir des flagelles lors de la division bactérienne, la propulsion flagellaire des bactéries du genre Pseudomonas et l'injection de toxines par la bactérie pathogène humaine P. aeruginosa. Dans ce contexte, des pinces optiques 3D ou à focalisation de faisceau seront utilisées pour caractériser le mouvement flagellaire de bactéries piégées, tandis que des pinces 2D innovantes serviront à étudier le mouvement de bactéries nageant librement dans un volume tubulaire. De plus, la combinaison de deux pinces 3D permettra de contrôler la distance et la durée du contact entre une bactérie et une cellule humaine. Des puces microfluidiques dédiées permettront le piégeage séquentiel d'une bactérie ou cellule unique, et l'imagerie par fluorescence permettra la détection du flagelle ou la mort de la cellule humaine. Enfin, nous aborderons un aspect important de la pathogénicité : le mécanisme d'action des anticorps dirigés contre le flagelle et la capacité d'une bactérie à tuer une cellule humaine. Le travail expérimental sera complété par l'analyse théorique et numérique afin d'étudier les données acquises et de comprendre les mécanismes physiques sous-jacents. Grâce à ces approches, le doctorat contribuera à approfondir la compréhension biophysique de la relation entre l'état flagellaire (taille, nombre, position) et la biologie bactérienne (capacités de nage, division et infection).

Compétences attendues :
- Solide formation en optique ou en biologie, avec la volonté d'acquérir des connaissances dans le domaine complémentaire.
- Capacité à mener des expériences d'optique et de développement expérimental.
- Connaissances de base en simulation numérique et traitement des données (python).
- Aptitude à travailler sur un projet interdisciplinaire.
Contexte :
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration interdisciplinaire entre Jochen Fick, physicien à l'Institut Néel (IN)
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
Le travail avec des bactéries pathogènes humaines nécessite de travailler dans une enceinte de sécurité biologique dans un laboratoire de classe P2 accessible à l'IBS, et de suivre une formation spécifique en matière de sécurité biologique.