Description

Les microalgues marines constituent une ressource clé pour la bioéconomie bleue, avec des applications prometteuses en production de biomolécules d’intérêt (lipides, pigments, composés bioactifs), en bioremédiation et en capture du carbone. Cependant, l’amélioration rationnelle de leurs performances reste limitée par l’absence d’outils d’édition génomique efficaces, reproductibles et respectueux de l’intégrité cellulaire.

Ce projet de thèse vise à développer une plateforme innovante d’édition génomique durable pour les microalgues marines, fondée sur une approche interdisciplinaire combinant photoporation et chémobiologie. La photoporation repose sur l’utilisation d’impulsions lumineuses et de nanoparticules pour créer transitoirement des pores dans la membrane cellulaire, permettant l’introduction contrôlée de macromolécules (ADN, ARN, complexes d’édition). Couplée à des outils de chémobiologie permettant le marquage et le suivi sélectif des biomolécules introduites, cette approche offre un cadre non viral, peu invasif et potentiellement applicable à un large éventail d’espèces algales.

Les objectifs scientifiques sont triples. Premièrement, optimiser les paramètres physiques et chimiques de la photoporation pour maximiser l’efficacité de délivrance tout en minimisant la toxicité et le stress cellulaire. Deuxièmement, développer des stratégies de vectorisation et de traçage moléculaire fondées sur la chimie click afin de suivre le devenir intracellulaire des outils d’édition et d’améliorer leur ciblage. Troisièmement, démontrer la faisabilité d’une édition génomique ciblée sur des gènes impliqués dans des voies métaboliques d’intérêt pour la production de biomolécules ou la tolérance aux contraintes environnementales.

Le projet s’inscrit à l’interface entre biologie cellulaire, biophysique, nanotechnologies et chimie bioorthogonale. Il mobilisera des outils de microscopie avancée, d’analyses moléculaires et de caractérisation fonctionnelle pour relier les paramètres de délivrance aux effets biologiques observés. Une attention particulière sera portée à la robustesse, à la reproductibilité et à la transférabilité des protocoles développés vers différentes espèces de microalgues.

À terme, cette plateforme pourrait lever un verrou technologique majeur dans l’ingénierie des microalgues marines et contribuer au développement de biotechnologies durables au service de la bioéconomie bleue, en facilitant la conception de souches optimisées pour la production de ressources renouvelables et la transition écologique.

Compétences requises

Formation en biologie, biotechnologies, biophysique ou domaine connexe, avec un fort intérêt pour les approches interdisciplinaires à l’interface physique–chimie–biologie. Expérience de base en techniques expérimentales (biologie cellulaire ou moléculaire) souhaitée. Goût pour l’innovation méthodologique, rigueur, autonomie et capacité à travailler dans un environnement collaboratif et international. Bon niveau d’anglais requis.

Bibliographie

Raes L. et al., Cas9 RNP transfection by vapor nanobubble photoporation for ex vivo cell engineering, Molecular Therapy – Nucleic Acids, 2021.

Mout R. et al., Direct cytosolic delivery of CRISPR/Cas9-ribonucleoprotein for efficient gene editing, Blood Advances, 2017.

Li J. et al., Bioorthogonal chemistry enables selective labeling and tracking of CRISPR components in living systems, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2021.

Mots clés

Photoporation, Édition génomique, Microalgues marines