Soumis par assosefa le ven 01/05/2020 - 21:59
Logo LIEC
Résumé

L’utilisation de nanoparticules (NPs) telles que les boites quantiques (Quantum dots, QD) dans de nombreuses applications industrielles peut conduire à leur dissémination dans les cours d’eau, et par conséquent, à leur entrée dans la chaine alimentaire. A la base des réseaux trophiques se trouve le phytoplancton qui inclue les micro-algues dont la sensibilité à de nombreux contaminants a été largement démontrée [1]. En réponse au stress nanoparticulaire, les algues emploient un arsenal de stratégies de défense, tels que l’activation de système anti-oxydatif pour éliminer des espèces réactives de l’oxygène (ROS), l’excrétion de biomolécules formant une couche protectrice à leur surface, ou encore la mise en place de processus intracellulaires pour réguler la teneur en nanoparticules [2]. Malgré l’avancée des connaissances, la compréhension fine des mécanismes d’interaction micro-algues/NPs et des réponses biologiques associées bénéficierait de l’utilisation d’outils adaptés permettant d’apporter un éclairage inédit sur les déterminants physicochimiques et biologiques de toxicité aux échelles moléculaires et cellulaires et sur l’homéostasie des micro-algues exposées.
L’objectif de cette thèse sera d’élucider les mécanismes de toxicité de nanoparticules QDs, de composition and taille contrôlées, sur des micro-algues en adoptant une approche moléculaire et cellulaire basées sur l’utilisation inédite de microscopies photonique et à force atomique. Plus précisément, il s’agira d‘identifier l’influence des QDs sur la structure pariétale, le métabolisme et la photosynthèse des algues, tout en analysant la répartition des QDs dans le compartiment intracellulaire et dans la zone interfaciale entre micro-algue et solution. Ainsi une attention particulière sera apportée à la relation entre physicochimie des QDs, leur bio-partition dans le temps, et différents proxys de toxicité, qu’ils soient structuraux, physiologiques ou liés au rendement de photosynthèse. Pour ce faire, la microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie confocale seront utilisées, ce qui permettra d’accéder in fine aux différents processus qui contrôlent la toxicité des QDs en sondant les effets au niveau de la surface des micro-algues, mais également en explorant les répercussions sur certains compartiments intracellulaires clefs. Cette thèse, à la frontière entre physico-chimie et microbiologie, fait suite aux résultats récents de l’équipe permettant
d’appréhender les interactions entre NPs et microorganismes par le biais de méthodes originales allant de l’échelle de la solution [3] à l’échelle de la NP unique [4,5]. Le projet reposera sur l’utilisation des dernières avancées méthodologiques en AFM (mode imagerie multiparamétrique, spectroscopie de force avec pointes fonctionnalisées), et comportera un volet sur l’optimisation de la micro-spectroscopie confocale appliquée aux micro-algues via la plateforme photonique, unique en France, récemment mise en place au laboratoire.

[1] F. Wang, W. Guan , L. Xu, Z. Ding , H. Ma, A. Ma and N. Terry, Applied Science, 2019, 9(8), 1534.
[2] F. Chen, Z. Xiao, L. Yue, J. Wang, Y. Feng, X. Zhu, Z. Wang and B. Xing, Environmental Science: Nano, 2019, 6, 1026.
[3] E. Vouriot, I. Bihannic, A. Beaussart, Y. Waldvogel, A. Razafitianamaharavo, T. Ribeiro, J.P.S. Farinha, C. Beloin and J.F.L. Duval, Environmental Chemistry, 2019, 10.1071/EN19190.
[4] A. Beaussart, C. Caillet, I. Bihannic, R. Zimmermann and J.F.L. Duval, Nanoscale, 2018, 10, 3181.
[5] A. Beaussart, C. Beloin, J-M Ghigo, M-P Chapot-Chartier, S. Kulakauskas and J.F.L. Duval, Nanoscale, 2018, 10, 12743.

Description détaillée
Type d'offre