Description

La complexité des matériaux biologiques couvre une vaste gamme d’échelles, ce qui rend leur caractérisation parfois extrêmement difficile, en particulier parce que tant leur structure que leur composition rentrent en jeu pour expliquer leurs fonctions et activité biologiques. Une meilleure compréhension des matériaux biologiques peut ouvrir la voie à la conception de nouveaux processus biochimiques et médicaux par exemple, mais aussi permet de mieux comprendre l’évolution des espèces par exemple. Beaucoup de techniques expérimentales de microscopie et de microanalyse ont été développées pour imager les matériaux solides, mais à travers d'énormes efforts au cours du siècle dernier, les techniques de rayons X ont pu être utilisées pour dériver les structures des protéines et de l'ADN, la spectrométrie de masse (MS en anglais) a permis le séquençage de l’ADN, et plus récemment, la cryo-microscopie électronique à transmission (cryo-TEM) a permis d’imager la structure de protéines à l’échelle atomique, en lien avec l’intelligence artificielle via AlphaFold.

Le projet vise à accélérer l’adaptation de la sonde atomique tomographique, technique d’analyse des matériaux à l’échelle subnanométrique et sujet au cœur de la recherche du GPM, pour les matériaux biologiques. En particulier, il reste une question critique de savoir si il est possible d’avoir une interprétation biochimique des données, permettant de faire de la spectrométrie de masse résolue spatialement à une échelle jusqu’ici inaccessible. Des matériaux biologiques modèles seront analysés, en commençant par des biominéraux dont le contenu organique est limité et bien déterminé, afin de développer la méthodologie de traitement des données et la reconstruction de biomolécules. Celle-ci sera ensuite étendue à des matériaux de plus en plus biologiquement complexes, en visant d’établir une plateforme permettant l’analyse de matériaux complètement organiques dans le futur.

Compétences requises

spectrométrie de masse, microscopie électronique, sonde atomique

Bibliographie

https://www.nature.com/articles/s43586-021-00047-w https://www.nature.com/articles/s43586-021-00054-x https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706125002338 https://www.mdpi.com/2075-163X/8/6/223 https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/fd/d5fd00019j https://www.nature.com/articles/nature09686 https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1258950

Mots clés

sonde atomique tomographique physique des champs intenses spectrométrie de masse biochimie