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Présentation de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
L’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) est la première école d’ingénieurs française au classement de Shangai.
Distinguée par 6 prix Nobel, elle allie recherche d’excellence (1 publication par jour), innovation (1 brevet par semaine, 3 start-up par an) et formation interdisciplinaire par la recherche.
Elle accueille 400 élèves ingénieurs, 600 chercheurs dans 9 unités mixtes de recherche et environ 100 agents de support de la recherche et de l’enseignement.
Rattachement du poste
Thèse à l’Institut Langevin sous la responsabilité d’Olivier Thouvenin, et en collaboration avec Maxime Ardré, biophysicien de l’ESPCI, dans l’équipe UMR 8231 Chimie Biologie Innovation Laboratoire et Génétique de l’ ́évolution, spécialisée sur les biofilms.
Missions et responsabilités
Les biofilms sont des tissus multicellulaires constitués de bactéries et de la matrice qu’elles produisent. Dans la nature, la plupart des bactéries vivent au sein de biofilms liés à une surface humide. Malgré leur prévalence, il reste encore beaucoup à comprendre sur les mécanismes qui sous-tendent cette organisation bactérienne. En particulier, les signaux et la voie génétique qui favorisent la formation d’un biofilm à l’interface air-liquide sont encore mal connus. Les progrès récents dans ce domaine (Ardré et al., J. Bact, 2019) décryptent à l’échelle macroscopique l’influence de quelques gènes importants dans ce processus. Cependant, la collecte de plus d’informations à l’échelle mésoscopique ouvrirait des pistes pour une meilleure compréhension de la formation du tapis. Le biofilm étant l’organisation principale des communautés bactériennes, la compréhension de leur formation permettrait d’explorer de nombreuses applications prometteuses, notamment autour de l’adaptation environnementale, la santé, la décontamination, la décarbonatation, etc...
A l’heure actuelle, il est encore difficile de fournir une quantification 3D approfondie de paramètres biophysiques même simples (tels que la densité et la vitesse des bactéries, le volume du biofilm, etc...). En termes d’imagerie optique, le biofilm opère une transition d’une couche transparente à un volume hautement diffusant, ce qui complique le suivi des bactéries individuelles au cours de la formation du biofilm. Les techniques d’imagerie les plus populaires impliquent l’imagerie par fluorescence, qui n’est pas très robuste à la diffusion et nécessite une manipulation génétique des bactéries.D’autres techniques récentes, comme l’imagerie par transmission ou la tomographie par cohérence optique, reposent sur un contraste optique intrinsèque, mais n’offrent pas une résolution 3D suffisante pour permettre l’imagerie de cellules uniques. A l’Institut Langevin, nous avons récemment développé une nouvelle technique d’imagerie, appelée tomographie par cohérence optique dynamique à plein champ (D-FF-OCT) (J. Scoller et al., J. Biomed. Optics, 2019 qui capte le contraste de diffusion intrinsèque des objets biologiques grâce à un interféromètre à lumière blanche. Il offre une résolution 3D quasi isotrope autour de 1 μm, et peut travailler dans des échantillons hautement diffusants. Cela permettra de suivre des bactéries individuelles, de différencier des populations bactériennes différentes, et de mesurer la densité et la phase du biofilm. Ce système d’imagerie sera couplé à une autre modalité, appelée OCT spectrale, qui captera en temps réel la position, l’épaisseur et les propriétés optiques de l’ensemble du biofilm.
Ce projet de thèse vise à mettre en œuvre ce microscope multimodal et à quantifier les principaux paramètres qui définissent le biofilm tout au long de son développement à l’interface air-liquide dans un environnement contrôlé.
Une combinaison avec un système OCT commercial permettra d’enregistrer la profondeur du biofilm, de suivre l’épaisseur, et de suivre la surface du biofilm. Ensuite, des outils d’analyse d’image pourront être développés pour quantifier automatiquement les paramètres biophysiques utiles et effectuer la segmentation et la classification des bactéries. Enfin, ces paramètres seront inclus dans un modèle biophysique de la formation du biofilm.
Profil
Connaissances et qualités recherchées :
• Connaissances de biophysique et d’optique générale. Une connaissance théorique et pratique du fonctionnement des techniques de microscopie interférométrique, dont la tomographie à cohérence optique, est souhaitée.
• Maitrise de l’anglais et des compétences scientifiques de base (formulation d’une question, lecture d’articles, analyse des résultats, etc…)
• Une expérience de la manipulation d’objets biologiques, particulièrement des bactéries, est souhaitée.
• Maitrise d’outils informatiques, tels que Python ou Matlab
Formation requise (ou diplôme) : Master 2 ou équivalent
Expérience souhaitée : 2 stages de recherche dans des domaines proches au minimum.
Les candidatures de personnes disposant de la RQTH sont encouragées. Ces personnes peuvent bénéficier d’un dispositif de recrutement dérogatoire de la Ville de Paris pour l’accès à l’emploi de titulaire.
Poste à pourvoir à compter du : 01/10/2022
Contact
Les candidatures (CV, lettre de motivation) sont à transmettre par courriel à olivier.thouvenin@espci.fr.
Pour tout complément d’informations, contacter : olivier.thouvenin@espci.fr
Lieu
Institut Langevin :
1 rue Jussieu, 75005, Paris
Métro ligne 7, ligne 10 (Jussieu) - 3 Vélib’ stations à proximité.
ESPCI
10, Rue Vauquelin 75005 Paris
Métro ligne 7 (Place Monge/Censier Daubenton) - RER B (Luxembourg) - Bus 21, 27 & 47 - 3 Vélib’ stations à proximité.