Canaux d'eau artificiels pour membranes biomimétiques

Artificial water channels for biomimetic membranes

• Auteur / Autrice : Ioan Stroia
• Direction : Mihai Barboiu
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : DM3 - Design des Matériaux Membranaires et systèmes Multifonctionnels

Mots clés

Mots clés libres

Canaux d'eau

Membranes biomimétiques

Désalinisation de l'eau

Artificial water channels

Biomimetic membranes

Water desalination

Résumé

Le transport de l'eau et des ions le long de la membrane cellulaire joue un rôle important dans la modulation d'un large éventail de processus physiologiques. Alors que les molécules non polaires peuvent facilement diffuser à travers la bicouche phospholipidique, les molécules et les ions polaires sont complètement rejetés par les chaînes hydrophobes des lipides et ne peuvent pas traverser la membrane. Sur la partie médiane, la membrane permet l'échange d'eau entre la cellule et l'environnement, mais avec une faible perméabilité. Par conséquent, pour assurer un transport efficace des ions et des molécules le long de la membrane, la nature a construit des canaux moléculaires situés dans la membrane et permettant la translocation sélective des espèces mentionnées ci-dessus. S'inspirant de ce que la nature a découvert pour maintenir la vie, les chimistes ont désigné des canaux d'eau artificiels biomimétiques et des canaux ioniques afin de traiter certaines maladies ou de les utiliser comme méthodes efficaces de dessalement de l'eau. Le développement de tels nouveaux canaux artificiels biomimétiques d'eau et/ou d'ions est mon sujet de recherche au sein du programme de doctorat. Dans l'ensemble, le travail implique la conceptualisation de nouvelles petites molécules capables de s'auto-assembler dans la bicouche membranaire, leur synthèse et leurs tests de performances à l'aide de techniques modernes, ainsi que l'interprétation des données et leur écriture.

The transport of water and ions along the cell membrane plays an important role in modulating a wide range of physiological processes. While the nonpolar molecules can easily diffuse through the phospholipid bilayer, polar molecules and ions are completely rejected by the hydrophobic chains of lipids, and they cannot pass the membrane. On the middle part, the membrane allows water exchange between the cell and environment, but with a low permeability. Consequently, as a necessity for efficient transport of ions and molecules along the membrane, nature built molecular channels that are located in the membrane and allow the selective translocation of the above-mentioned species. Learning from what nature discovered to sustain life, chemists have designated biomimetic artificial water channels and ion channels in order to treat some diseases or to use them as efficient methods for water desalination. The development of such new biomimetic artificial water and/or ion channels is my research subject within the PhD program. Overall, the work involves the conceptualisation of new small molecules able to self-assemble in the membrane bilayer, their synthesis and performance testing using modern techniques, as well as interpretation of the data and writing.