L'eau à la surface des membranes lipidiques: étude, à l'échelle moléculaire, des effets du flux sur les interactions biologiques à l'aide des spectroscopies optiques non linéaires

Le défi de ce projet est d'étudier un modèle de membrane lipidique soumis
à un flux d’eau, qui reproduise la contrainte de cisaillement à laquelle les
membranes cellulaires sont soumises dans leur environnement
physiologique. Nous voulons comprendre les effets de l'écoulement de l'eau
sur la structure de la membrane et sur ses interactions biologiques. Pour ce
faire, des bicouches lipidiques sur un support solide seront étudiées sous
un flux d’eau à l'aide de spectroscopies optiques non linéaires (NLO) du
second ordre. Ces dernières sondent les régions d’interface - telles que des
bicouches lipidiques nanométriques, enfouies entre deux environnements
macroscopiques - avec une sensibilité moléculaire unique, et en
s’affranchissant des contributions volumiques autour.
Ce projet veut:
• Développer une nouvelle approche expérimentale basée sur les
spectroscopies NLO de second ordre pour obtenir des nouvelles
connaissances fondamentales des processus membranaires dans des
conditions dynamiques;
• Etudier la structure des modèles membranaires et de leur couche
d'hydratation, lorsque l'eau coule le long de la surface de la membrane;
• Comprendre les effets de la contrainte de cisaillement sur les biointeractions.
Ces objectifs seront atteints en combinant les spectroscopies NLO de
second ordre vibrationnelle et électronique, qui fournissent des informations
hautement complémentaires :
• la génération de fréquences somme (SFG) permettra d'étudier la structure
des modèles membranaires et de leur couche d'hydratation, dans des
conditions dynamiques, grâce à l'empreinte chimique directe des vibrations
des molécules à l’interface;
• la génération de second harmonique (SHG) permettra de sonder en temps
réel les modèles membranaires lipidiques et leurs bio-interactions, à travers
la réponse électroniques d’interface.
Dans ce projet, l'action de l'écoulement de l’eau sur les bio-interactions sera
étudiée pour le cas spécifique d’un modèle membranaire en contact avec
des nanoparticules.