Déchiffrage des principes d'assemblage d'un biofilm bactérien de l'échelle de la cellule unique à celle de la matrice extracellulaire via la microspectroscopie Raman – ULTIM

ULTIM vise à une compréhension unique des principes qui sous-tendent la formation des biofilms bactériens, ces structures vivantes à fort impact sur les activités humaines et les cycles géochimiques. L’objectif est de réaliser une cartographie fonctionnelle résolue dans le temps d'un biofilm vivant par une combinaison de microspectroscopies Raman conventionnelle et comprimée, assistée par l’usage de sondes à isotope stable (SIP) et par une analyse computationnelle multiparamétrique. Récemment, le partenaire 2 a mis au point des méthodes de microspectroscopie Raman comprimé, permettant une détection plus rapide et à plus grande échelle spatiale dans les échantillons biologiques turbides mais nécessitant des niveaux de signal suffisamment forts. À l'inverse, l'imagerie Raman conventionnelle est plus lente et délivre un flux de données très élevé (trop pour l'imagerie à grande échelle et l'analyse cinétique) mais elle admet des niveaux de signal plus faibles. Avec ULTIM, nous développerons une stratégie hybride qui permettra une approche cinétique ainsi que le déchiffrage du couplage de l'activité métabolique des cellules et de la production de la matrice extracellulaire, laquelle reste un organe clé mal compris et difficile à imager. A terme, le projet fournira une nouvelle compréhension globale des biofilms bactériens en reliant les propriétés moléculaires, fonctionnelles et structurales. Il forgera également une nouvelle méthodologie de microspectroscopie Raman pour étudier les systèmes biologiques complexes.
Nous commencerons par imager un biofilm modèle simple d'E. coli, puis des souches d'intérêt médical et environnemental telles que Pseudomonas aeruginosa ou Bacillus thuringiensis. À plus long terme, la réalisation du projet devrait permettre d'aborder la question plus complexe du fonctionnement des communautés multi-espèces, un objet clé de la microbiologie moderne.