Le paludisme est causé par un parasite appelé Plasmodium falciparum, transmis lors de la piqûre d'un moustique. Au stade sanguin, ce parasite unicellulaire, de forme ovoïde, envahit les globules rouges, s'y multiplie avant d'être libéré pour une nouvelle invasion à la fin d'un cycle de 48 heures. Ce travail de thèse porte sur le mouvement du parasite au cours du processus d'invasion. L'étape préalable à la pénétration du parasite dans sa cellule hôte est le mouvement de réorientation permettant de mettre en contact son complexe apical avec la membrane de la cellule hôte. Afin de comprendre comment le parasite génère les mouvements nécessaires à cette réorientation sans l'aide de flagelle, de cil ou de déformation amiboïde, notre approche est d'observer et de décrire le mouvement des parasites sur un substrat rigide, au travers d'une analyse détaillée des trajectoires du parasite. Nous observons que le parasite explore tous les degrés de liberté qui lui sont accessibles compte tenu de son attachement au substrat: translation et rotation dans le plan et réorientation de sa partie apicale. Nous avons identifié trois types de mouvement: confiné, dirigé et circulaire. Nous caractérisons ces trajectoires et mouvements en utilisant une analyse de corrélation et en discutant les mécanismes possibles à l'origine de ces trajectoires particulières. Enfin, nous examinons le rôle des constituants du cytosquelette sur le mouvement du parasite, en affectant spécifiquement les filaments d'actine et les microtubules. Les conséquences de la polymérisation de ces structures sur le mouvement du parasites sont discutées.

Michel Gross, who has been the first PhD student of Serge Haroche will tell us about a Noble prize research.

En 1873, Abbe avait déjà montré que l’amélioration de la résolution d’un microscope optique en champ lointain pouvait passer par l’utilisation d’un éclairement exploitant une grande ouverture numérique. En champ large, une voie possible est d’utiliser plusieurs éclairements successifs aux propriétés choisies, puis de combiner intelligemment les mesures obtenues pour reconstituer une image finale de l’échantillon, à la résolution améliorée. Je présenterai des applications de cette idée générale, développées au cours de ma thèse à l’Institut Fresnel de Marseille. D’abord en microscopie cohérente, dans une technique appelée Optical Diffraction Tomography, basée sur la diffraction par l’échantillon d’une onde plane incidente. Puis je m’intéresserai à la microscopie de fluorescence où la même idée est utilisée en microscopie par éclairement structuré (SIM). Je détaillerai notamment deux déclinaisons de cette technique. La première se base sur un substrat nano-structuré (appelé réseau résonnant) pour créer une grille de lumière évanescente sub-diffraction et sonder la surface de l’échantillon. La seconde permet de remplacer l’habituel motif périodique d’illumination, de période, orientation et position contrôlées, par des motifs de speckle aléatoires, bien plus faciles à obtenir. Enfin, je parlerai d’une partie de mes travaux postdoctoraux à l’université VU d’Amsterdam, où nous étudions le fonctionnement collectif de moteurs moléculaires (kinésines et dynéines) dans des vers C Elegans. Je développe dans ce but un microscope bi-photonique à champ large, permettant d’exciter la fluorescence sur une épaisseur limitée (< 1.5 µm). L’originalité de la technique utilisée est de ne pas nécessiter le balayage de l’échantillon par un laser spatialement focalisé en un point, mais de plutôt recourir à une focalisation “temporelle” de la lumière dans un plan défini. Cela nous permet d’observer des mécanismes dynamiques généralement trop rapides pour la microscopie confocale ou bi-photonique classique.