Thèse Croisement Entre les Chaînes de Transport d'Électrons Quand la Photosynthèse Rencontre la Respiration H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : Service de Bioénergétique, Biologie Structurale et Mécanismes Direction de la thèse : Cristian ILIOAIA ORCID 0000000175051900 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Chez les cyanobactéries, la photosynthèse et la respiration coexistent dans des membranes spécialisées appelées thylakoïdes où elles partagent des composants clés tels que la plastoquinone, le cytochrome b6f et la plastocyanine. Cependant, leur distribution spatiale exacte, leur mobilité et la régulation de leurs interactions restent mal comprises. Le photosystème II (PSII) et le photosystème I (PSI) sont naturellement fluorescents, mais la fluorescence (FL) du PSI à des températures physiologiques est négligeable dans la plupart des organismes photosynthétiques. Le projet exploitera une cyanobactérie marine unique qui présente une forte FL du PSI à 710 nm, facilement différentiable de la FL du PSII à 680 nm, permettant ainsi la localisation et la quantification in vivo de chaque photosystème. Premièrement nous allons corréler l'activité photosynthétique et respiratoire avec la distribution spatiale du PSI et du PSII dans différents environnements, y compris des conditions favorisant l'un ou l'autre processus. En parallèle, des complexes respiratoires tels que le NDH-1 (NADPH déshydrogénase de type I ) et le SDH (déshydrogénase) seront marqués avec des protéines fluorescentes (par exemple, GFP, BFP) afin de suivre leur localisation par rapport au PSI/PSII et d'évaluer leurs interactions potentielles. En explorant la distribution de ces complexes dans la membrane par la microscopie à fluorescence in vivo (non invasive), la manière dont ils partagent les transporteurs d'électrons tels que le pool de plastoquinone, et comment leur activité est modulée par les conditions environnementales, le projet vise à comprendre leur impact global sur l'équilibre énergétique cellulaire, la croissance et les réponses au stress. Ces connaissances fourniront des avancées sur la bioénergétique des cyanobactéries et soutiendront les stratégies futures visant à concevoir des organismes optimisés pour la production durable de composés à haute valeur ajoutée comme les biocarburants, les vitamines et les cosmétiques. Chez les cyanobactéries, la photosynthèse et la respiration coexistent dans les membranes thylakoïdiennes et partagent des composants majeurs de la chaîne de transport d'électrons. Malgré leur rôle central dans le métabolisme énergétique, l'organisation spatiale des photosystèmes et des complexes respiratoires, ainsi que la régulation de leurs interactions, restent encore mal comprises. L'étude de ces processus est généralement limitée par l'impossibilité de distinguer efficacement les photosystèmes in vivo. L'exploitation d'une cyanobactérie marine présentant une forte fluorescence du photosystème I permet de surmonter cette limitation et d'analyser, par microscopie de fluorescence non invasive, la distribution et les interactions des complexes photosynthétiques et respiratoires dans différentes conditions environnementales. Obtaining high-voxel-resolution imaging of cyanobacterial cells using chlorophyll fluorescence (FL) emission from Photosystem II (PSII)
and Photosystem I (PSI) and GFP/mCherry as fluorescence probes, under different physiological conditions, thus co-localizing the
photosynthetic and respiratory complexes.
Relating the metabolic response with the changes in the thylakoid membrane architecture 1: Spectroscopy (Absorption, fluorescence and resonance Raman)
2: High-resolution laser-scanning imaging (fluorescence & resonance Raman)
3: Opto-mechanics (Raman microscope construction)
4: Microbiology (maintaining cultures for experimentation)

1:- L'étudiant(e) doit avoir une formation en biochimie, biophysique, chimie physique, biologie structurale .
2:- L'étudiant(e) doit être capable de travailler en équipe et, après la formation, avoir la capacité de travailler de manière autonome.
3:-Une connaissance de base de l'anglais est indispensable