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Ecole Centrale de Lyon - INSA de Lyon – Université Claude Bernard Lyon 1
Laboratoire Ampère
Unité Mixte de Recherche du CNRS - UMR 5005
Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie environnementale
et Applications
l’hybridation in-situ d’une sonde d’ADN ou d’ARN marquée magnétiquement dont la séquence est
complémentaire de celle que l’on cherche à identifier et à localiser dans les bactéries : il s’agit d’une
transposition magnétique de la technique FISH basée sur l’utilisation de marqueurs fluorescents, permettant
de détecter parmi un grand nombre de bactéries celles qui contiennent le fragment d'ADN recherché. Dans les
premiers tests réalisés, les bactéries ciblées ont ainsi pu être attirées de façon individuelle sur des îlots
magnétiques en NdFeB (microaimants fabriqués à l’Institut Néel). L’intégration réussie des microaimants dans
des canaux microfluidiques permet d’hors et déjà l’élution des bactéries non ciblées.
Au vu de ces résultats encourageants, il est désormais indispensable de permettre la récupération
individuelle des bactéries, dans le but de séquencer leur génome. Ceci nécessite de surmonter plusieurs
verrous scientifiques et techniques, et notamment : 1) l’adaptation des microsystèmes et des aimants
développés pour piéger les bactéries de manière isolée, ainsi que pour la successive manipulation individuelle,
2) la récupération des bactéries confinés dans les pièges magnétiques : plusieurs techniques sont
envisageables, et principalement l’emploi d’un système de pince optique (en cours d’achat) ou l’utilisation de
particules magnétiques avec un fable point de Curie (élution par échauffement). A noter que ces matériaux
nouveaux sont actuellement étudiés au sein du département « Energie électrique » du laboratoire (thèse de
Oualid Messal) : ce projet pourrait donc donner lieu à une synergie nouvelle entre ces deux départements.
En conclusion, ce projet porte sur le développement et application d'une méthode performante de
génomique sur cellules procaryotiques isolées pour le décryptage de la biodiversité microbienne
environnementale, avec des applications dans le milieu médical pour le diagnostic. Ce sujet proposé s’inscrit
dans la continuité de la thèse de Jérémy Pivetal. Nous prévoyons par ailleurs de soumettre à l’ANR un nouveau
projet s’inscrivant dans la continuité d’ « Emergent».
Programme de recherche et démarche scientifique proposée (1/2 page max)
Le programme de recherche proposé est le suivant
1. Bibliographie et acquisition des compétences. Caractérisation des différentes sondes
oligonucléotidiques pour l'hybridation in situ des procaryotes à des niveaux taxonomiques de la
classe à l'espèce. Vérification du niveau de sensibilité et de spécificité de ces différentes sondes.
2. Conception des aimants et du système microfluidique (simulation), fabrication des dispositifs.
3. Mise en œuvre du système de récupération individuel des cellules (pince optique, micro-pipettes…).
4. Application de la technique de marquage cellulaire par hybridation avec les sondes marquées par des
nanoparticules magnétiques aux écosystèmes environnementaux. Validation de l'outil par
identification taxonomique des cellules isolées (PCR-séquençage).
Profil du candidat recherché (prérequis) : le sujet étant multidisciplinaire, le candidat devra avoir une
formation forte en microbiologie et une grande capacité à s’adapter et s’approprier de concepts de disciplines
différentes.
Compétences développées au cours de la thèse et perspective professionnelle (5 lignes max)
Connaissance de base de microbiologie.
Conception et simulation de systèmes électromagnétiques.
Réalisation technologique de microsystèmes, travail en salle blanche, micromanipulation.
Demande de cofinancement Labex IDEX : Oui / non (rayer mention inutile)
Il faut pour cela que le projet soit pluridisciplinaire et rentre dans les domaines de iMUST
D3: Complex fluids, flows and interfaces: a “multiscale fluid laboratory”