Contrôle Et Guidage de Microparticule Par Des

**Contrôle et guidage de microparticule par des algues motiles // Swimming microalgae for controlled cargo delivery in microfluidics**:

- Réf
- **ABG-111621**

**ADUM-46732**
- Sujet de Thèse- 02/03/2023- Université Paris-Saclay GS Sciences de l’ingénierie et des systèmes- Lieu de travail- Orsay - France- Intitulé du sujet- Contrôle et guidage de microparticule par des algues motiles // Swimming microalgae for controlled cargo delivery in microfluidics- Mots clés- microalgue, microfluidique, manipulation de particules, phototaxie, guidage par la lumière, transport de charges
- mircoalgae, microfluidic, particle manipulation, cargo delivery, phototaxis, light guiding**Description du sujet**:

- Ce projet de thèse vise à utiliser l’algue Chlamydomonas reinhardtii pour le transport guidé de microparticules (ou agents/cargo) fixées sur son corps ou entraînées par sa nage. L'algue verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii est de forme sphéroïdale (d = 5-10 μm) avec deux flagelles antérieurs de près de 10-12 μm de long [1]. Les flagelles battent à une fréquence d'environ 50 Hz pour générer un mouvement de brasse conduisant à une vitesse de nage de 100-150 μm/s. En raison de sa structure simple, cette espèce a fait l'objet d'une attention particulière dans plusieurs domaines: la biologie cellulaire et moléculaire, la photosynthèse, la biogenèse des organites, la reconnaissance intercellulaire et la croissance des eucaryotes. Le manque de toxicité, la biodégradabilité et l'absence de déclenchement de réponses immunitaires sont parmi les avantages de Chlamydomonas reinhardtii pour être utilisée dans le transport guidé des produits médicaux. De plus, les caractéristiques phototactiques de cette algue peuvent être utilisées pour contrôler sa direction de nage : un œil à rhodopsine, appelé oculaire, permet de détecter la lumière dans l'environnement [2]. Après réception du signal lumineux, le battement des flagelles est ajusté de telle sorte que la cellule peut se réorienter et nager vers (phototaxie positive) ou loin (phototaxie négative) de la lumière. L'intensité lumineuse et la concentration en calcium dans le milieu sont les principaux facteurs extracellulaires qui contrôlent le signe de la phototaxie. Dans ce projet, nous utiliserons la lumière pour étudier le transport guidé de charges microscopiques d’abord par une seule algue et puis par une forte concentration d'algues dans différents systèmes microfluidiques. La migration de gouttelettes contenant un grand nombre de microalgues vers une zone cible sera également étudiée.
This PhD project aims at using the motile alga Chlamydomonas reinhardtii for the guided transportation of microparticles (or agents/cargo) attached on its body or entrained by its swimming. The unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii is spheroidal in shape (d =5-10 μm) with two anterior flagella of almost 10-12 μm long [1]. The flagella beat with a frequency about 50 Hz to generate a jerky breaststroke motion leading to a net swimming speed of 100-150 μm/s. Due to its simple structure, this species has received special attention in several areas of cell and molecular biology, photosynthesis, organelle biogenesis, intercellular recognition, and eukaryotic growth. Lack of toxicity, biodegradability and absence of triggering immune responses are among the advantages of Chlamydomonas reinhardtii for being a potential safe carrier. Moreover, the phototactic features of this alga can be used to control its swimming direction: a rhodopsin eye, called eyespot, allows to detect light in the environment [2]. After reception of the light signal, the beating of the flagella is adjusted such that the cell can reorient itself and swims towards (positive phototaxis) or away from (negative phototaxis) the light. Light intensity and calcium concentration in the medium are the main extracellular factors that control the sign of phototaxis. We will first investigate the light-directed transportation of microscale loads by a single alga, and then by a high concentration of algae in different microfluidic systems. Migration of droplets containing a large number of microalgae towards a target zone will be also studied.
Début de la thèse : 01/10/2023**Nature du financement**:
**Précisions sur le financement**:

- Contrats ED : Programme blanc GS-SIS**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Université Paris-Saclay GS Sciences de l’ingénierie et des systèmes**Etablissement délivrant le doctorat**:

- Université Paris-Saclay GS Sciences de l’ingénierie et des systèmes**Ecole doctorale**:

- 579 Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences30/06/2023