Ingénierie biologique de dispositifs basés sur des membranes biomimétiques permettant le transport d'ions // Biological engineering of devices based on biomimetic membranes that transport ions

Les systèmes biomimétiques conçus comprendront la protéine membranaire NhaA, purifiée à partir d'Escherichia coli, dont nous avons déjà fait état dans une publication [Chem. Comms., 55:13152, 2019]. Pour intégrer cette protéine dans des systèmes biomimétiques, il faut commencer par adapter la composition des lipides du système cellulaire artificiel à des protéines spécifiques, par exemple en utilisant des combinaisons de 1,2-dioléoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DOPC) et de 1,2-dioléoyl-sn-glycéro-3-phosphoéthanolamine (DOPE). La composition de la bicouche lipidique sera ajustée si nécessaire, notamment en ajoutant de la cardiolipine, du cholestérol ou de la sphingomyéline aux lipides afin d'optimiser la stabilité. L'incorporation des protéines sera quantifiée dans notre laboratoire à l'aide d'un ellipsomètre d'imagerie spectroscopique Accurion EP4. Cet ellipsomètre d'imagerie offre au projet des capacités de mesure quotidiennes des interfaces solide/liquide et air/liquide, en conjonction avec l'électrochimie (EIS) et la QCM-D simultanées. L'EIS est bien adapté aux mesures de la NhaA incorporée dans une bicouche lipidique ancrée, comme nous l'avons utilisé pour d'autres protéines incorporées [Sci. Rep., 7:3399, 2017 ; Langmuir, 33:9988, 2017]. La QCM-D fournira des informations sur la quantité de protéines NhaA incorporées dans la bicouche lipidique [Chem. Comms., 55:13152, 2019]. Ces mesures en laboratoire seront confirmées à l'aide de temps de faisceau de neutrons ou de rayons X, que nous obtenons régulièrement [Langmuir, 37:8908, 2021].
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The engineered biomimetic systems will include the NhaA membrane protein that is purifed from Escherichia Coli, which we have published previosuly [Chem. Comms., 55:13152,2019]. A starting point for engineering this protein into biomimetic systems is to adapt the composition of the lipids in the artificial cell system to specific proteins, such as the combinations of 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) and 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE). The composition of the lipid bilayer will be further adapted as necessary, including by adding cardiolipin, cholesterol or sphingomyelin to the lipids to optimise stability. The incorporation of the proteins will be quantified in our laboratory using an Accurion EP4 spectroscopic imaging ellipsometer. This imaging ellipsometer provides the project with day-to-day measurement capabilities of both the solid/liquid and air/liquid interfaces, in conjunction with simultaneous electrochemistry (EIS) and QCM-D. EIS is well-adapted for measurements of NhaA incorporated into a tethered lipid bilayer, as we have used for other incorporated proteins [Sci.Rep.,7:3399,2017; Langmuir,33:9988,2017]. QCM-D will provide information about the amount of NhaA proteins that are incorporated in the lipid bilayer [Chem. Comms.,55:13152,2019]. These lab-based measurements will be confirmed using neutron or X-ray beam-time, which we regularly obtain [Langmuir,37:8908,2021].
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Début de la thèse : 21/09/2026
WEB : https://cordis.europa.eu/project/id/101142533

En emploi à titre principal

Université Grenoble Alpes

216 ISCE - Ingénierie pour la Santé la Cognition et l'Environnement

Un diplôme permettant de s'inscrire en doctorat (tel que MSc, Master 2 de Recherche, Laurea ou équivalent). Le diplôme sera en biologie cellulaire, biologie moléculaire, ingénierie biomédicale, ingénierie des protéines ou science étroitement liée. Le candidat doit être capable de travailler dans un environnement hautement interdisciplinaire au sein d'une équipe internationale de scientifiques. Il constitue un atout majeur pour les candidats d'avoir une expérience avérée dans (i) la purification des protéines membranaires, (ii) la mise au point de systèmes utilisant la microfluidique, (iii) la culture de cellules procaryotes et eucaryotes.
A degree allowing enrolment for a PhD (such as MSc, Master 2 de Recherche, Laurea or equivalent), The degree will be in cell biology, molecular biology, biomedical engineering, protein engineering or closely related science, The candidate will be able to work in a highly interdisciplinary environment within an international team of scientists. It is a signifiacnt advantage for candidates to have demonstrated experience in (i) the purification of membrane proteins, (ii) construction of systems that utilise microfluidics, (iii) culture of prokaryotic and eukaryotic cells.