Chercheur Postdoctoral en Modélisation de la Cinétique de Fluorescence de la Chlorophylle H/F CNRS

Détail du poste

La fluorescence de la chlorophylle est une technique puissante pour étudier la physiologie des plantes et l'architecture fonctionnelle de l'appareil de capture de la lumière. Elle est utilisée in vivo et sur des complexes ou membranes isolés, allant de l'échelle d'une seule cellule à la télédétection depuis l'espace. Ces mesures couvrent des échelles de temps allant de la picoseconde à des saisons et sont indispensables pour les scientifiques, les agriculteurs et les décideurs politiques.
Un sous-ensemble spécifique de ces mesures peut être réalisé pour obtenir le taux de capture de la lumière par le Photosystème II. Dans les courbes dites de fluorescence-DCMU, l'échantillon est empoisonné dans l'obscurité avec du DCMU, et la cinétique de fluorescence à l'échelle de la milliseconde est enregistrée lors de l'illumination. Au niveau de la membrane thylakoïde, les centres réactionnels du PSII ne sont donc autorisés à effectuer qu'une seule séparation de charge avant d'atteindre leur état fermé (lorsque la quinone QA devient réduite) et d'atteindre leur rendement maximal de fluorescence.
La cinétique de ces courbes de fluorescence est loin d'être exponentielle et présente une forme sigmoïde. Cela a été interprété depuis les années 1960 comme un effet de connectivité énergétique entre les molécules de chlorophylle reliant les pièges photochimiques. Cependant, un certain nombre d'observations utilisant la cinétique de fluorescence de la chlorophylle restent inexpliquées. Plusieurs théories ont été proposées pour expliquer ces observations, notamment une distribution des tailles d'antennes entre les supercomplexes PSII, la présence de deux pièges photochimiques dans le PSII avec des taux variables, et de grandes variations du rendement de fluorescence de la chlorophylle dans les RC déjà fermés.
Nous émettons l'hypothèse d'une nouvelle théorie, cohérente avec un certain nombre d'observables et incluant l'interprétation classique de la connectivité. L'objectif du projet sera de tester notre hypothèse en utilisant un modèle à l'échelle de la membrane du transfert d'énergie d'excitation (EET). Nous devons faire varier la concentration d'antennes, le taux de quenching statique, les paramètres de la séparation de charge du PSII (y compris une combinaison de variations photochimiques et thermiques du rendement de fluorescence) ; et prendre en compte la dépendance temporelle du système lors de la fermeture progressive des pièges photochimiques dans la membrane.
Objectifs du Projet :
À court terme, le premier objectif de modélisation sera d'expliquer la courbure des courbes DCMU en utilisant un modèle à l'échelle de la membrane de la fluorescence. La mise en oeuvre de ces modèles nécessitera le développement et le test d'une gamme de modèles à l'échelle de la membrane de la capture de la lumière photosynthétique qui incluent une variété de voies alternatives. Les paramètres cinétiques des modèles seront ajustés par rapport à une variété de mesures différentes disponibles expérimentalement. Un défi clé sera de traduire les modèles physiques proposés en descriptions mathématiques au sein du modèle à l'échelle de la membrane. Le travail de modélisation sera accompli en collaboration avec le MesoScience Lab de l'Université du Texas à Austin.
Activités
Les activités incluent :
- Élaboration, évaluation et validation des algorithmes de modélisation.
- Développement de produits composites combinant les données expérimentales et les modèles.
- Intégration des observations dans les modèles de simulation.
- Analyse de l'apport des données à l'échelle de 1000 à 10000 nm2.
- Production de simulations specifiques pour répondre aux besoins du projet.
- Collaborations scientifiques avec les acteurs français et internationaux.
Compétences
Compétences techniques et scientifiques :
- Doctorat dans un des domaines suivants : biophysique, biochimie, modélisation des systèmes biologiques ou domaine connexe.
- Bonnes connaissances en programmation scientifique (Python, MATLAB) ainsi que des compétences en Linux.
- Un intérêt pour les projets transdisciplinaires entre observations et modélisation est valorisé.
- Les compétences en communication scientifique (écrite et orale) en anglais sont indispensables.
Autres compétences :
- Bonne capacité d'organisation.
- Savoir travailler en équipe.
Contexte de travail

Le laboratoire est situé à Paris et offre un environnement multidisciplinaire avec des installations expérimentales de classe mondiale et une base théorique considérable pour le travail de modélisation. Le/La chercheur.se scientifique recruté(e) rejoindra l'équipe en charge des analyses de la variabilité des systèmes biologiques et collaborera étroitement avec le MesoScience Lab de l'Université du Texas à Austin.
Contraintes et risques
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