Etude de la détection sélective des terres rares chez Pseudomonas putida et développement d’architectures chélatantes associées // Study of the rare earth elements selective detection in Pseudomonas putida and development of chelating architectures

Les terres rares (TR) sont des métaux largement utilisés dans les hautes technologies et la demande en TR devrait doubler d’ici 30 ans. L’extraction sélective et le recyclage des TR ont un triple enjeu, économique, technologique et écologique. Actuellement, moins de 1% des TR sont recyclées. De plus, les méthodes d’extraction sont fastidieuses et polluantes. Elles nécessitent plusieurs étapes avec acides ou solvants. La découverte en 2011 d’enzymes utilisant naturellement les TR légères a ouvert de nouvelles perspectives. Le développement de méthodes biosourcées pourrait être un élément clé pour débloquer les verrous de sélectivité et d’extraction actuels. Cette thèse s’inscrit dans la thématique biotechnologies de demain. Le but de cette thèse, est d’acquérir des données fondamentales sur le mécanisme moléculaire d’un système biologique de perception sélective des TR afin d’en tirer profit pour le développement d’architectures chélatantes sélectives. Pour ce faire, un crible basé sur l’utilisation de rapporteurs fluorescents répondant spécifiquement à certaines TR sera utilisé. Des techniques de biologie cellulaire, biochimie et d’analyse in silico avec des outils d’intelligence artificielle seront utilisées pour accomplir ce projet. Les résultats obtenus permettront d’identifier : 1) le mécanisme moléculaire de détection des TR, 2) les facteurs influençant la sélectivité, et 3) le développement à partir de 1) and 2) d’architectures chélatantes sélectives.
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Rare earths (REE) are widely used in high technology, and demand for REE is set to double over the next 30 years. The selective extraction and recycling of REE has a triple challenge: economic, technological and ecological. Currently, less than 1% of REEs are recycled. What's more, extraction methods are tedious and polluting. They require several stages with acids or solvents. The discovery in 2011 of enzymes that naturally use light REE has opened up new prospects. The development of biosourced methods could be a key element in unlocking current selectivity and extraction barriers. This thesis is part of the biotechnologies of tomorrow theme. The aim of this thesis is to acquire fundamental data on the molecular mechanism of a biological system for selective TR perception in order to take advantage of it for the development of selective chelating architectures. To do this, a screen based on the use of fluorescent reporters that respond specifically to certain TRs will be used. Cell biology, biochemistry, and in silico analysis techniques using artificial intelligence tools will be used to accomplish this project. The results obtained will identify: 1) the molecular mechanism of TR detection, 2) the factors influencing selectivity, and 3) the development of selective chelating architectures based on 1) and 2).
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix Marseille
Service : BIAM - Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix Marseille
Laboratoire : IPM - Interactions Protéine-Métal
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Sciences du Vivant
Directeur de thèse : Berthomieu Catherine
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/BIAM
URL : https://www.cite-des-energies.fr/biam/recherche/ipm/

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix Marseille
Service : BIAM - Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix Marseille

Master Biochimie ou Microbiologie ou ingénieur en biochimie