Propriétés structurales et dynamiques des coacervats polymères. Applications à la sequestration de biomolécules modèles.

Structural and dynamical properties of polymer coacervates. Application to the sequestration of model biomolecules.

• Auteur / Autrice : Yue Yu
• Direction : Christophe Schatz, Jean-Paul Chapel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Inscription en doctorat le 24/10/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : EQ3 - Polymère Auto-Assemblage et Sciences de la Vie

Mots clés

Mots clés libres

Coacervat

Separation de phase liquide-liquide

Polymères

Coacervate

Liquid-liquid phase transition

Polymer

Résumé

L'étude des séparations de phase liquide-liquide (LLPS) dans les systèmes polymères connaît un regain d'intérêt engendré par la découverte récente de la présence d'organelles sans membrane au sein de cellules vivantes qui ont été identifiés comme des phases liquides immiscibles. Les organelles sans membrane contiennent de fortes concentrations d'une ou plusieurs protéines et/ou d'acides nucléiques et on pense qu'ils constituent des micro-environnements privilégiés pour certaines réactions biochimiques ou la séquestration de substances toxiques. Le projet de thèse vise à élucider la structure et la dynamique de coacervats polymère en fonction de paramètres physicochimiques clés tels que la masse et la composition chimique des polymères et de facteurs environnementaux comme la température et la force ionique. Le comportement de l'eau en milieu confiné et les propriétés de solubilité associées seront également étudiés au cours du projet afin de compléter la cartographie de l'environnement d'un coacervat. Ceci devrait permettre alors d'apporter un éclairage nouveau sur le comportement de biomolécules modèles (ADN, protéines) et de leurs associations possibles dans les coacervats. Le projet de thèse fera appel à de nombreuses techniques de caractérisation des milieux liquides denses, comme la diffusion de la lumière et des rayons X, la rhéologie, la RMN diffusionnelle, la tensiométrie et la spectroscopie de fluorescence, ainsi que de techniques plus spécifiques des biomolécules. La thèse se déroulera au sein du Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques à Pessac en étroite collaboration avec le centre de recherche Paul Pascal (Pessac) qui développent depuis plusieurs années une activité de recherche autour des coacervats polymères.

The study of liquid-liquid phase separations (LLPS) in polymeric systems is gaining renewed interest generated by the recent discovery of the presence of membrane-free organelles within living cells that have been identified as immiscible liquid phases. Membrane-less organelles contain high concentrations of one or more proteins and/or nucleic acids and are thought to constitute preferential microenvironments for certain biochemical reactions or the sequestration of toxic substances. The PhD project aims to elucidate the structure and dynamics of polymer coacervates as a function of key physicochemical parameters such as polymer mass and chemical composition and environmental factors such as temperature and ionic strength. The behavior of water in a confined environment and the associated solubility properties will also be studied during the project in order to complete the mapping of the coacervate environment. This should provide new insights into the behavior of model biomolecules (DNA, proteins) and their possible associations in coacervates. The PhD project will make use of numerous techniques for the characterization of dense liquid media, such as light and X-ray scattering, rheology, diffusional NMR, tensiometry and fluorescence spectroscopy, as well as more specific techniques for biomolecules. The PhD will take place in the Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques in Pessac in close collaboration with the Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac) Both have been studying the physical chemistry of polymer coacervates for several years.