Thèse Caractérisation de l'Auto-Assemblage de Protéines Adhésives sur les Surfaces H/F - 38

Établissement : Université Grenoble Alpes
École doctorale : CSV- Chimie et Sciences du Vivant
Laboratoire de recherche : Laboratoire des matériaux et du génie physique
Direction de la thèse : Charlotte VENDRELY ORCID 0000000197331452
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-09T23:59:59

Dans la nature, certains animaux produisent des adhésifs très efficaces dans des environnements divers, parfois dynamiques. Certains d'entre eux surpassent les produits conventionnels fabriqués par l'homme : ils peuvent être réversibles et/ou efficaces sous l'eau et sur des substrats de composition et de structure variées. S'inspirer d'adhésifs naturels pourrait trouver des applications aussi bien en médecine qu'en biotechnologie et dans l'industrie.
Le mécanisme d'adhésion de certaines colles naturelles semble être lié à l'auto-assemblage de protéines sécrétées par l'animal, formant un réseau de fibres sur les surfaces [1,2]. L'interaction de ces protéines avec les matériaux est une étape clé dans l'adhésion [2,3]. Pour étudier ce processus, nous avons produit une protéine recombinante de haute pureté inspirée d'une protéine adhésive de crustacé. Comme la variété des matériaux rencontrés dans l'environnement naturel est importante, nous avons analysé et comparé l'auto-assemblage et l'adsorption de cette protéine sur différentes surfaces aux propriétés physico-chimiques variées [4,5]. Nous montrons qu'en fonction des propriétés de la surface et des conditions telles que le pH et la force ionique, la protéine forme des fibres de structures différentes [4].
Nous souhaitons poursuivre ce projet afin de comprendre le processus d'auto-assemblage des protéines et son influence sur le type de fibres obtenues en fonction des surfaces. Dans ce but, seront caractérisées les différentes étapes de la cinétique d'auto-assemblage ainsi que structure des fibres formées par la protéine en présence de différentes surfaces. L'adsorption des fibres sur les matériaux ainsi que leurs propriétés adhésives seront étudiées. Afin d'analyser la relation entre la séquence, la structure des protéines et leur formation de fibres, cette étude sera menée sur plusieurs protéines (adhésives ou non).

L'objectif de ce projet est de comprendre le lien entre l'auto-assemblage des protéines, la surface des matériaux et les propriétés d'adhésion. Dans ce but :
-les protéines inspirées d'adhésifs naturels seront produites de manière recombinante et purifiées.
-les cinétique de formation de fibres seront mesurées dans différentes conditions en utilisant des outils de biochimie et de spectroscopie.
-les fibres de protéines seront caractérisées par microscopie à force atomique (AFM) et électronique à transmission (MET) et par spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier (FTIR).
-les propriétés adhésives des différents auto-assemblages des protéines seront analysés (lap-shear test).

Ce projet impliquera des méthodes de production de protéines recombinantes dans les bactéries Escherichia coli (chromatographie) et de caractérisation de protéines en solution et sur des surfaces à l'aide de méthodes biochimiques (spectroscopies, ELISA) et de microscopies (AFM, MET). L'évaluation des propriétés adhésives des protéines auto-assemblées sera réalisée par des tests de traction.