Relation entre la répartition des pigments et l’organisation du réseau trabéculaire dans les biominéraux d’oursins : vers des structures biomimétiques colorées et auto-assemblées – Sorbonne Université

Description

La pigmentation des biominéraux d’oursins implique l’encapsulation d’une famille de molécules de naphtoquinones polyhydroxylées (PHNQ) pendant la croissance des cristaux de carbonate de calcium. Différentes teintes sont observées chez différentes espèces, mais aussi au sein d’une même espèce, à la fois dans le squelette (Figure A) et dans certaines épines (Figure B). Ces différentes couleurs sont probablement dues à la présence de différents complexes de type PHNQs-macromolécules (thèse de C. dos Reis Ferreira). Cependant, l’origine de la distribution spatiale spécifique probablement en relation avec la microstructure (Figure D) et E) reste inconnue. Par conséquent, dans cette thèse, nous proposons 1) d’étudier la distribution spatiale des complexes PHNQ-macromolécules dans le squelette et les épines de différentes espèces en relation avec le réseau 3D trabéculaire et 2) de comprendre la formation d’une telle structure par des approches biomimétiques impliquant la synthèse de matrices 3D.
Un large panel de techniques d’imagerie sera utilisé incluant les microscopies optique, multi-spectrale, à photoémission, SHG et la spectroscopie Raman dont certaines ont déjà montré leur pertinence pour la problématique soulevée dans le point 1) ci-dessus. Les propriétés d’auto-assemblage des PHNQs et des complexes PHNQ-macromolécules après extraction des biominéraux seront étudiées ainsi que celles des molécules analogues telles que la naphtazarine qui constituent de bons modèles (doctorat de V. Sardhalia). Enfin, des matrices biomimétiques seront produites sous forme d’hydrogels contenant des complexes PHNQ-macromolécules précédemment extraits et des molécules analogues afin de comprendre et de valider les mécanismes de formation de ces structures colorées.

Compétences requises

Le candidat doit avoir un Master 2 en chimie. Des connaissances dans le domaine de la biominéralisation sont grandement appréciées notamment sur les invertébrés.

Bibliographie

PhD manuscript of V. Sardhalia

Mots clés

Biominéralisation, pigments organiques , Biomimétisme, Matrice en 3D, Oursins, couleurs