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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Eymeline PAGEOT (IRIG / IBS)
DESCRIPTION:Decoding chaos : a cryo-em walk through physarum polycephalum heterogeneous cell extracts\nRésumé : \n\nCryo-electron microscopy (cryo-EM) has become a central method in structural biology for determining high-resolution structures of macromolecular assemblies. However\, most cryo-EM studies still rely on highly purified samples\, which limits the range of biological systems that can be investigated. In recent years\, the analysis of cell extracts by single particle cryo-EM has emerged as an alternative strategy to explore the structural diversity of cellular proteins directly from complex mixtures. Despite its potential\, this approach remains technically challenging due to the high level of heterogeneity present in such samples and the difficulty of identifying proteins without complementary techniques such as mass spectrometry.\n\n​ The work presented in this thesis investigates the feasibility of using cryo-EM as a primary discovery tool to determine and identify protein structures directly from fractionated cell extracts. The study focuses on the plasmodial slime mould Physarum polycephalum\, a non-model eukaryotic organism whose structural proteome is largely unexplored. In contrast to most previous studies in the field\, protein identification relied solely on structural information derived from cryo-EM reconstructions.\n\nCell extracts from P. polycephalum were fractionated using biochemical separation methods and analysed by cryo-EM. Because such samples contain a wide range of proteins with different sizes\, shapes\, and abundances\, dedicated image processing strategies were developed to address the challenges posed by particle heterogeneity and flexibility. Particular attention was given to 2D classification\, particle sorting\, and iterative particle picking strategies to improve the recovery of multiple particle orientations and increase the number of particles contributing to 3D reconstructions.\n\nUsing these approaches\, fourteen macromolecular assemblies were identified and solved directly from the heterogeneous samples. In cases where the cryo-EM maps reached sufficient resolution\, atomic models could be built ab initio. For lower-resolution structures\, identification relied on structural comparison with known protein folds and structures predicted by generative tools. This work demonstrates that protein identity and putative function can be inferred directly from the structural information\, opening the possibility of structure-based genome annotation in poorly characterised organisms.\n\nBeyond the individual structures determined in this study\, this work also outlines the methodological challenges associated with large-scale structural exploration of complex biological mixtures. The largely manual nature of several steps in the workflow currently limits the throughput of the approach. Strategies to automate key stages of the pipeline\, including particle classification\, initial model generation\, and structural identification\, are therefore discussed as important directions for future development.​\n\nFinally\, this work highlights the importance of community-driven analysis and open data sharing for the continued development of large-scale structural exploration approaches. Making both the raw cryo-EM data and the solved structures publicly available enables other researchers to further investigate the dataset\, potentially identifying additional structures and improving the analysis using new computational methods\, as well as enabling the development of the methods themselves. In the longer term\, combining such « shotgun » cryo-EM approaches with advances in computational modelling and high-throughput data analysis may contribute to the systematic structural characterisation of cellular proteomes.\n\n​​–\n\n\n\nLes séminaires et soutenances sont ouverts à tous\, notez toutefois que l’accès au campus EPN nécessite un avis de rendez-vous. Merci de remplir ce formulaire  et de l’adresser\, plus de 48h à l’avance\, à ce contact. Pensez à vous munir d’une pièce d’identité le jour de votre visite.
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-de-eymeline-pageot-irig-ibs/
LOCATION:IBS – Salle des séminaires\, IBS 71 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38042\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Moritz KIRCHNER (IRIG / IBS)
DESCRIPTION:Molecular bases of a multiprotein assembly linking membrane biology to stress adaptation in enterobacteria\nRésumé : \n\nEnteric bacteria encounter a variety of stress factors when infecting their host. This includes but is not limited to acid stress\, oxygen limitation and antibiotic stress. Bacteria counteract such stressors using various stress response systems. A central factor in the stress adaptation of enterobacteria is their cell envelope\, in particular their cell membrane. A system of proteins which has been demonstrated to be involved in multiple stress adaptation pathways is the RavA-ViaA-LdcI triad in Escherichia coli. RavA and ViaA are two proteins with as of yet unknown function that have been shown to sensitise E. coli to aminoglycoside antibiotics under anaerobic conditions. RavA forms a large complex with LdcI\, an inducible lysine decarboxylase which is one of the central enzymes involved in acid stress response of E. coli. Both RavA and ViaA have been shown to bind specific anionic lipids and their lipid binding capacity is strongly linked to their sensitising effect to aminoglycosides.\n​This thesis presents the exploration of the connections these three proteins have to each other and their other binding partners by optical and electron microscopy in order to elucidate how their action leads to antibiotic sensitisation and what role their connection to the cell membrane and acid stress might play in this regard. It is shown that LdcI prefers to localise to the cell periphery to efficiently counteract acid stress and that mutations of its active site lead to large domain movements which might play a crucial role in its enzymatic activity. Furthermore\, an investigation of liposome decoration by RavA and ViaA is presented\, demonstrating the effect they have on membrane shape. In addition\, the first cryo-EM structure of ViaA is presented using helical repeat proteins to stabilise the protein. Finally\, predictions of RavA and ViaA protein-protein interactions in the inner E. coli membrane reveal possible functional targets of the proteins and the implications of these new possible avenues for action are discussed with regard of the microscopy investigations.\n\n—\n​​\n\n\nLes séminaires et soutenances sont ouverts à tous\, notez toutefois que l’accès au campus EPN nécessite un avis de rendez-vous. Merci de remplir ce formulaire  et de l’adresser\, plus de 48h à l’avance\, à ce contact. Pensez à vous munir d’une pièce d’identité le jour de votre visite.
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Furhan ABDUL-REZAK (DCM (équipe I2BM) - IAB)
DESCRIPTION:Selective Conjugation of Gold Nanoclusters with Macromolecules: From Functionalization to Assembly\nRésumé : à venir \n_ \nContact : nathalie.camerino@univ-grenoble-alpes.fr
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LOCATION:IAB – Salle de séminaire\, IAB Site Santé - Allée des Alpes\, La Tronche\, 38700\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Thomas BRUN (IRIG / Spintec)
DESCRIPTION:MAROT : Un magnétomètre miniature pour l’exploration spatiale\nRésumé : \nCette thèse porte sur la réalisation d’un magnétomètre dans le but de mesurer les fluctuations de champ magnétique dans les plasmas spatiaux du système solaire. Des magnétomètres de type Search-coil et Fluxgate sont couramment embarqués sur des satellites et produisent des mesures de haute qualité. De nos jours\, la recherche utilise de plus en plus de petits satellites dont l’archétype est le « Cubsat » qui est un cube de 10 cm de côté. Cependant\, l’instrumentation actuelle ne peut pas être miniaturisée sans compromettre les performances. C’est dans ce cadre que le projet MAROT propose l’élaboration d’un magnétomètre miniature utilisant comme élément sensible des jonctions tunnel magnétiques (MTJ)\, pour mesurer des champs de l’ordre du picotesla. Les jonctions tunnel magnétiques sont des éléments convertissant une variation d’aimantation en variation de résistance\, permettant ainsi de mesurer les variations de champ magnétique. Ces magnétomètres sont déjà utilisés comme capteurs dans de nombreuses applications (automobile\, imagerie médicale\, capteurs dans des systèmes électroniques…) de par leur haute sensibilité au champ magnétique. Cependant\, les MTJ souffrent d’une perte de détectivité à basse fréquence car leur bruit évolue inversement à la fréquence du signal mesuré. Or les basses fréquences (< 100 Hz) sont les fréquences pertinentes pour les plasmas spatiaux. Pour compenser cette limitation\, le capteur MAROT contient des concentrateurs de flux (FC) pour amplifier le champ magnétique sur la jonction. L’optimisation du capteur passe d’une part par l’augmentation de sa sensibilité et d’autre part par la diminution du bruit\, afin d’atteindre une détectivité de l’ordre du pT/√Hz à 10 Hz. Les jonctions tunnels sont constituées d’un empilement constitué de plusieurs blocs : couche de référence\, barrière tunnel\, couche libre. Dans ma thèse\, j’ai utilisé et réalisé des jonctions tunnels à réponse symétrique\, présentant un état antiparallèle à champ nul\, obtenu après un recuit sous champ. Cet état\, ainsi que la configuration macrospin de la couche libre\, minimisant l’hystérèse\, est réalisée en piégeant légèrement la couche libre par une couche antiferromagnétique. Lors de cette thèse\, tout d’abord\, j’ai pu avoir accès à une couche libre à base de FeCoSiB\, couche plus amorphe et plus douce que le NiFe précédemment utilisé\, permettant une amélioration du rapport de magnétorésistance (TMR) d’un facteur supérieur à 2\, jusqu’à 250%. Ces optimisations ont permis de gagner un facteur 3 dans la sensibilité des jonctions. Dans un second temps\, j’ai réalisé des simulations de l’amplification du champ magnétique par les concentrateurs de flux (gain) en fonction des dimensions et caractéristiques de l’entrefer. Cette étude m’a permis de dessiner un nouveau design de capteur dans lequel des jonctions en série-parallèle sont ajoutées dans l’entrefer afin d’augmenter le volume magnétique\, pour réduire le bruit\, tout en maintenant un gain suffisant. Des capteurs avec ce design ont été fabriqués. Les premières mesures indiquent des sensibilités très grandes\, de l’ordre de 2000 %/mT. Les mesures de bruit sont en cours\, et semblent indiquer que les FC\, à base de NiFe déposés par électrolyse\, apportent du bruit supplémentaire. La composition de ces FC sera donc à optimiser afin d’améliorer la détectivité\, actuellement autour de quelques centaines de pT/√Hz à 10 Hz. Pour finir\, j’ai commencé à développer une méthode de hachage de champ magnétique pour réduire le bruit. Une couche magnétostrictive\, déposée sur un substrat piézoélectrique soumis à une tension\, peut voir sa direction d’anisotropie modifiée. Ce dispositif pourra être placé au-dessus de l’entrefer des FC et utilisé comme un interrupteur magnétique\, qui alternativement modifie le flux magnétique sur les jonctions. Un gain d’un facteur au moins 10 sur la détectivité est attendu\, ce qui permettra de s’approcher de l’objectif du pT/√Hz à 10 Hz. \nPlus d’information :https://www.spintec.fr/phd-defense-marot-a-miniature-magnetometer-for-space-exploration/ \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/98769867024 \n_ \n\n\nP​resential access to the conference room at CEA in Gre​​noble requires an entry authorization\, request it before may 16th​​ to admin.spintec@cea.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/thomas-brun-irig-spintec/
LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, Laboratoire Irig/Spintec\, salle de séminaire 445\, bâtiment 1005\, CEA-Grenoble\, Grenoble
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Antoine CURÉ (IRIG / Symmes)
DESCRIPTION:Vers des copolymères à blocs donneur-accepteur π-conjugués à structure et composition précisément définies : caractérisation avancée et stratégies de synthèse\nRésumé : \nDans un contexte mondial de crise énergétique et de raréfaction des ressources fossiles\, la transition vers les énergies renouvelables constitue un enjeu majeur. Parmi elles\, l’énergie photovoltaïque occupe une place importante. Cependant\, alors que les panneaux solaires au silicium approchent de leurs limites en rendement et en coûts de production\, l’émergence de solutions complémentaires devient nécessaire. Les cellules solaires organiques constituent une alternative intéressante\, avec des rendements atteignant 21 % dans des conditions standard en laboratoire en 2026. Elles présentent également de bonnes performances en lumière diffuse et offrent un potentiel de production à faible coût de dispositifs flexibles et recyclables. Toutefois\, leur stabilité à long terme reste un obstacle à leur industrialisation. La couche active\, composée d’un donneur (polymère) et d’un accepteur (petite molécule)\, subit au cours du temps une séparation de phase qui dégrade les performances. Malgré les progrès réalisés avec les accepteurs polymères\, la viabilité à long terme de ces dispositifs reste à démontrer. ​​​​\n​ Depuis le début des années 2020\, les matériaux monocomposants sont sérieusement envisagés comme une solution à ces problèmes d’instabilité. Contrairement aux mélanges tout-polymères\, ils reposent sur des copolymères à blocs reliant de manière covalente les segments donneurs et accepteurs\, limitant leur mobilité relative et la ségrégation de phase. Si les premières études rapportent des résultats encourageants\, leur structure et leurs propriétés thermiques restent encore mal comprises. La synthèse et l’étude approfondie de ces systèmes constituent l’objectif de cette thèse. ​​​​\nAprès un premier chapitre introductif\, le deuxième chapitre est consacré à l’étude de deux matériaux modèles : le PTQ10\, polymère donneur parmi les plus performants de la littérature\, et le PIDTe\, un polymère accepteur de structure proche de systèmes connus mais dont la synthèse est simplifiée. Ce travail valide leur pertinence comme système modèle et permet de mettre en place les méthodes de caractérisation utilisées dans la suite de la thèse. Le troisième chapitre explore l’analyse structurale des monocomposants par résonance magnétique nucléaire (RMN). L’utilisation de molécules modèles permet d’identifier les signaux caractéristiques des liaisons entre blocs donneurs et accepteurs et d’estimer le nombre moyen de jonctions dans les chaînes de copolymères. Une approche complémentaire par RMN à diffusion ordonnée (DOSY) est également évaluée afin d’estimer la composition des matériaux. Le quatrième chapitre s’intéresse aux propriétés thermiques des monocomposants. Une méthode basée sur la spectroscopie UV-visible est développée pour suivre les évolutions morphologiques à l’échelle nanométrique à l’état solide. Associée à la diffraction des rayons X en incidence rasante (GIWAXS)\, à la microscopie à force atomique (AFM) et à la calorimétrie différentielle à balayage rapide (flash DSC)\, elle permet de comparer la stabilité thermique des monocomposants à celle des mélanges tout-polymères. ​​​​\nEnfin\, le cinquième chapitre vise à synthétiser des monocomposants de structure mieux définie. La modification du monomère du PTQ10 permet d’obtenir un polymère possédant une fonction réactive terminale unique et une structure régiorégulière. Cette régiorégularité améliore l’organisation des chaînes latérales mais semble perturber celle du cœur π-conjugué\, affectant les propriétés optoélectroniques. Différentes stratégies de synthèse de copolymères di- et tri-blocs sont ensuite développées\, ouvrant de nouvelles perspectives. ​​​​\nEn conclusion\, cette thèse contribue à une meilleure compréhension des matériaux monocomposants pour les cellules solaires organiques et propose de nouvelles approches d’analyse et de synthèse pour des dispositifs plus stables et performants. ​​​​ \n_ \nContact : odile.rossignol@cea.fr
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LOCATION:GreEN-ER – Amphi 2A003\, 21 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38000\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Giovanni OLIVETTI (CEA-Irig / Spintec)
DESCRIPTION:Angular Momentum Transfer Between Waveforms in Axisymmetric Geometries\nRésumé : \nThis thesis investigates the role of angular momentum transfer in the coupling between elastic and spin excitations in magneto-mechanical systems. \nIn axisymmetric geometries\, rotational invariance provides the natural framework for the conservation of total angular momentum[1]. In such a case\, this quantity unambiguously labels the eigenmodes of the system and constrains their coupling to an external excitation through well-defined selection rules[2]. The manuscript develops this physical picture from a general perspective based on Noether’s theorem\, it introduces spin and orbital angular momentum contributions for a generic vector field and proposes an analytical description of magneto-elastic coupling in axisymmetric systems. \nThis framework is then applied to two complementary experimental platforms realized in the context of this doctoral work. The first combines chiral surface-acoustic excitations with a magnetic vortex texture in a patterned ferromagnetic disk. The second consists of partially suspended axisymmetric YIG microresonators\, designed to support both low-loss mechanical motion and confined spin dynamics within the same structure[3]. Together\, these two systems provide complementary routes to investigate how elastic and magnetic modes carrying angular momentum can be generated\, controlled\, and coupled in realistic devices. \nIn particular\, this work demonstrates the controlled excitation and optical mapping of a surface-acoustic vortex by means of spiral interdigitated transducers. It further addresses the stabilization of magnetic vortex textures in micrometer-scale ferromagnetic disks on anisotropic piezoelectric substrates\, as well as their positioning at the center of elastic rotation. The coupling strength in suspended axisymmetric YIG microresonators has been evaluated by comparing experimental data with theoretical modeling\, indicating a weak-coupling regime. Moreover\, the role of weak symmetry breaking has been discussed for the selective excitation of counter-propagating elastic modes that would otherwise be degenerate. \nThese developments establish several of the physical and technological conditions required to address experimentally the coupling of elastic and spin excitations carrying angular momentum. More broadly\, they outline a route toward magneto-elastic platforms in which symmetry can be used as a resource for selective excitation. In this perspective\, partially suspended magnetic microresonators may provide a promising route toward strong magnon-phonon coupling under geometrical and symmetry constraints directly relevant for coherent functionalities. In the longer term\, such systems could serve as building blocks for mode-selective transducers and hybrid architectures combining magnetic\, elastic\, and optical degrees of freedom\, with possible perspectives for microwave-to-optical coherent transduction[4]. \nReferences \n\nGaranin & Chudnovsky\, Phys. Rev. B 92\, 024421 (2015).\nAn et al.\, Phys. Rev. B 101\, 060407 (2020).\nHeyroth et al.\, Phys. Rev. Appl. 12\, 054031 (2019).\nEngelhardt et al.\, Phys. Rev. Appl. 18\, 044059 (2022). ​\n\n\n\nPlus d’information\n​ \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence​ ​​: lien à venir\n\n\n\n\nAccess to the CNRS site is restricted. Please contact Olivetti Giovanni​  or Benjamin Pigeau at least 48h before the defense if you need an entry clearance. You just need to communicate your name and surname\, and you will receive the entry clearance by email.
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-de-giovanni-olivetti-cea-irig-spintec/
LOCATION:CNRS – Bâtiment A\, CNRS - Institut Néel 25 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38054\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Marco BIAGI (IRIG/Spintec)
DESCRIPTION:Exploration of orbital-to-spin conversion materials and integration in 3-terminal spin-orbit torque magnetic tunnel junctions\nRésumé : \nThe development of electrically controlled nanomagnets for spintronic applications\, particularly non-volatile magnetic memories (MRAM)\, is attracting strong interest due to the limitations of CMOS-based memories such as SRAM and eDRAM. Spin–orbit torque (SOT) MRAMs are promising candidates for addressing SRAM specifications; however\, current materials still suffer from limited efficiency and high resistivity\, leading to unmet write-current requirements. Recently\, studies have highlighted orbital phenomena as a potential route to enhance SOT efficiency\, owing to their larger magnitudes and availability in a broader set of materials. However\, orbital currents do not couple to magnetization in the absence of spin–orbit coupling\, requiring an orbital-to-spin conversion layer\, which motivates studies of conversion mechanisms and associated physics. \nIn this PhD work\, we evaluate promising orbital/HM/FM material systems for SOTMRAM applications. We present a comprehensive study of Ru/HM/FeCoB and Ta/W/ FeCoB systems\, where Ru and Ta act as orbital current sources\, while Ta\, W\, and Pt serve as orbital-to-spin conversion layers. Ru is predicted to exhibit one of the largest orbital Hall angles among transition metals while maintaining low resistivity. Ta\, a heavy metal with a large spin Hall effect\, is predicted to exhibit an orbital Hall angle approximately one order of magnitude larger than its spin counterpart. When a heavy metal is used as a conversion layer\, multiple spin-current contributions can coexist and add linearly to the total effective spin Hall conductivity\, potentially enhancing the overall SOT efficiency. \nWe characterized key parameters relevant to SOT magnetic tunnel junctions (MTJ) devices\, including saturation magnetization\, effective anisotropy field\, and resistivity\, and we quantified damping-like (ξDL) and field-like (ξFL) SOT efficiencies as a function of orbital and conversion layer thickness\, both in as-deposited and 300°C annealed samples. These metrics are benchmarked against reference HM/FeCoB systems to isolate the effect of the additional orbital layer. For Ru/Ta and Ru/W stacks\, limited enhancement ξFL of ξDL is observed relative to reference systems. In contrast\, Ru/Pt exhibits a twofold increase in ξDL compared to Pt alone. This difference is attributed to the stronger SOC in Pt\, which enables more efficient orbital-to-spin conversion. The independence of ξDL on Ru thickness further suggests an interfacial origin of the orbital contribution in Ru/Pt. However\, thermal annealing strongly degrades ξDL\, limiting its applicability for SOT-MRAM. In Ta/W systems\, we observe a strong enhancement of ξDL by a factor of 4.4 relative to Ta and 3.2 relative to W. A parallel-resistor model indicates that conventional SHE contributions cannot fully account for this increase\, pointing to an additional orbital-related mechanism. Extending the study to 400 °C annealing shows that ξDL remains largely stable\, indicating good thermal robustness while maintaining perpendicular magnetic anisotropy. \nLeveraging these advantages\, we further integrate the Ta/W system into SOT-MTJs and benchmark it against standard W-based MTJs. We investigate the pulse-length dependence of the critical switching current and provide a first demonstration of integrated orbital-to-spin conversion in SOT-MTJs. Ta/W devices exhibit switching currents comparable to W-based devices but have a lower switching current density and improved perpendicular magnetic anisotropy stability. Finally\, we present a proof-of-concept for vertical non-local switching of SOT-MTJ using orbital torques\, simplifying bottom-pinned SOT-MRAM fabrication. Overall\, these results demonstrate that orbital physics can be exploited to enhance SOT-MTJ performance\, simplify fabrication\, and provide a promising route toward scalable bottom-pinned MRAM technologies. \nPlus d’information : https://www.spintec.fr/phd-defense-exploration-of-orbital-to-spin-conversion-materials-and-integration-in-3-terminal-spin-orbit-torque-magnetic-tunnel-junctions/ \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/98769867024?pwd=dXNnT3RMeThjYStybGVQSUN0TVdJdz09 \n_ \n\n\nP​resential access to the confere​nce room at CEA in Gre​​noble requires an entry authorization\, request to admin.spintec@cea.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-marco-biagi-irig-spintec/
LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, Laboratoire Irig/Spintec\, salle de séminaire 445\, bâtiment 1005\, CEA-Grenoble\, Grenoble
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Khadeeja MUBASHIRA (CEA-Irig/IBS)
DESCRIPTION:Étude de la séparation de phase de la phosphoprotéine du virus de la rage et de sa régulation par LC8\nRésumé : \nRabies virus (RABV) replication occurs in cytoplasmic\, membrane-less compartments known as Negri bodies (NBs)\, formed through liquid-liquid phase separation (LLPS) of viral components. The phosphoprotein (RABV P) is a central\, intrinsically disordered scaf fold of the viral replication machinery. This thesis investigates the structural\, biophysical\, and dynamic properties of RABV P\, with emphasis on its phase separation behavior and interactions with molecular partners. To enable this\, recombinant expression and purification protocols were optimized to produce stable\, high-quality protein samples for reproducible analyses. \nWe first characterized the intrinsic phase behavior of RABV P in vitro. The protein undergoes thermoresponsive LLPS with a lower critical solution temperature (LCST)\, forming reversible condensates within a narrow range of protein and salt concentrations. This process is driven by multivalent interactions within a heterogeneous ensemble of conformations\, where dimers assemble into higher-order oligomers prior to phase separation. The resulting phase diagram reveals a complex\, reentrant system governed by a balance between electrostatic repulsion and attractive dipole-dipole interactions. \nThe role of ionic conditions was further examined. While NaCl induced reentrant phase separation\, LLPS strongly depended on ion identity rather than ionic strength alone. Chloride salts promoted condensate formation\, whereas bromide salts did not\, indicating ion-specific (Hofmeister-type) effects. Systematic trends showed that fluoride enhances phase separation\, while cation effects are weaker. Divalent ions also promoted LLPS\, highlighting valency contributions. Chemical perturbations confirmed that condensates are stabilized by weak interactions: 1\,6-hexanediol partially disrupted droplets\, whereas ATP fully dissolved them. Notably\, RABV P intrinsically phase separates even in water\, modulated by pH\, protein concentration\, and ionic conditions. \nTime-resolved small-angle X-ray scattering (SAXS) revealed the structural evolution underlying LLPS. Following a temperature jump\, RABV P undergoes a hierarchical assembly process\, transitioning from dispersed species to larger structures. Early conformational rearrangements precede the formation of intermediate clusters\, followed by growth into larger assemblies. These structures remain disordered and liquid-like\, supporting a multistep nucleation-and-growth mechanism. \nThe host protein LC8 was investigated as a regulator of RABV P condensation. LC8 binds a conserved motif in RABV P with high affinity\, forming a defined complex and partitioning into condensates. Functionally\, LC8 enhances phase separation by increasing condensate size\, enriching RABV P in the dense phase\, and broadening the phase-separation window. It shifts phase boundaries toward lower concentrations and temperatures while preserving liquid-like properties. These results indicate that LC8 actively promotes condensation by stabilizing interaction-competent conformations and enhancing intermolecular connectivity. \nTo assess whether LC8 can compensate for intrinsic multivalency\, a truncated RABV P lacking the dimerization domain was analyzed. Although LC8 bound this construct\, the interaction was weaker and failed to restore robust phase separation. Only weak condensation was observed under crowding conditions\, demonstrating that LC8 cannot substitute for the native dimerization-driven multivalency.\nOverall\, this work establishes RABV P as a finely tuned multivalent scaffold whose phase behavior arises from the interplay of intrinsic disorder\, ion-specific effects\, and hierarchical assembly. LLPS emerges as a multistep\, non-ideal process rather than a simple binary transition. LC8 acts as a key host regulator that enhances phase separation without altering condensate dynamics\, while intrinsic multivalency remains essential. These findings provide a mechanistic framework for understanding viral condensate formation and highlight potential avenues for antiviral intervention. \n_ \nContact : alain.farchi@cea.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-de-khadeeja-mubashira-cea-irig-ibs/
LOCATION:Amphi A de Biologie\, Rue de la Piscine\, Saint-Martin-d'Hères\, 38400\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Henri GRÖGER (Irig/IBS)
DESCRIPTION:Structural and functional characterisation of the vaccinia virus PLD- fold endonuclease K4\, telomere-binding protein i1 and the DNA polymerase complex E9A20D4\nRésumé : \n\nPoxviruses\, such as the vaccinia virus (VACV) and the monkeypox virus\, are large\, enveloped dsDNA viruses from the orthopoxvirus genus that replicate entirely within the host cytoplasm. The 2022 and 2024 outbreaks of mpox\, caused by clade IIb and Ib\, respectively\, have revealed the lack of efficient antivirals and underlined the urgency of understanding poxvirus biology. The poxvirus genome is flanked by short\, inverted complementary hairpin telomeres that feature mismatched bases and insertions essential for viral replication. ​\n​\nThis thesis presents the structural and functional characterisation of three proteins central to poxvirus DNA metabolism : the E9A20D4 DNA polymerase holoenzyme\, and two telomere-interacting proteins\, the PLD-fold nuclease K4 and I1. The project initially focused on the VACV polymerase holoenzyme\, but was reoriented towards the telomere-interacting proteins following the publication of numerous competing mpox polymerase structures. ​\n​\nHaving established that VACV polymerase activity requires K+ and is inhibited by Na+\, I undertook a structure determination of the E9A20D4 polymerase holoenzyme bound to template DNA\, primer and incoming nucleotide in the presence of K+\, using single-particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM). I obtained both the structure of the complex E9exo−A20D4 as well as the structure of E9exo− alone bound to the primer-template DNA. The structures in the presence of K+ appear identical to published structures in the presence of Na+. However\, I identified an ion binding site in the exonuclease domain of E9. The thumb domain is disordered in the DNA-free structure\, partially disordered in DNA-bound E9 and ordered in the holoenzyme-DNA complex. SAXS data indicate conformational flexibility\, with more open conformations of E9A20D4 lacking an E9-D4 interface\, while mass photometry reveals partial dissociation of E9A20D4 at low concentrations\, even in the presence of substrate. ​\n​\nUsing cryo-EM\, I report the first structures of K4 in both apo and DNA-bound states\, revealing that the active site is occluded by an orthopoxvirus-specific C-terminal extension of the PLD fold that is displaced upon DNA binding. Biochemical characterisation demonstrates that K4 functions as a DNA-specific endonuclease with a preference for single-stranded DNA and hairpin loops. ​\n​\nI also report the first cryo-EM structure of I1 bound to DNA. I1 is known to bind to viral telomeres and is essential for virion maturation. Cryo-EM data showed the presence of dimers where the head domains 2 and 3 of I1 interact with the DNA duplex through electrostatic interactions\, while the N-terminal domain predicted to be α-helical remains disordered. In solution\, isolated I1 or I1 bound to DNA forms higher-order assemblies\, predominantly tetramers\, but also octamers. ​\n​\n​ Altogether\, these findings substantially advance the molecular understanding of poxvirus biology\, providing a foundation for future mechanistic studies and the rational development of antiviral strategies against emerging orthopoxvirus infections.\n​​\n\n\nLes séminaires et soutenances sont ouverts à tous\, notez toutefois que l’accès au campus EPN nécessite un avis de rendez-vous. Merci de remplir ce formulaire  et de l’adresser\, plus de 48h à l’avance\, à ibs.seminaires@ibs.fr. Pensez à vous munir d’une pièce d’identité le jour de votre visite.\n\n  \n  \n  \n  \n  \n 
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LOCATION:Salle des séminaires du CIBB\, EPN Campus - 71 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38000\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Hanna KARAOUI (CEA-Irig/Spintec)
DESCRIPTION:Perpendicular anisotropy interfaces for high-efficiency low power spintronics\nRésumé : \nL’augmentation de la consommation mondiale d’énergie accentue le besoin de stockage de données à haute efficacité\, orientant la recherche vers des mémoires non volatiles à faible puissance comme la MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) à couple de transfert de spin. Les jonctions tunnel magnétiques (MTJ) perpendiculaires conventionnelles font face à un compromis critique lors de la réduction d’échelle\, l’anisotropie magnétique d’interface diminue\, imposant un dilemme entre stabilité thermique et efficacité de commutation. Les structures doubles-MTJ (DMTJ) répondent théoriquement à ce problème en insérant la couche de stockage (SL) entre deux barrières de MgO\, bien qu’elles souffrent souvent d’une fabrication complexe et de l’instabilité des couches de référence supérieures. Cette thèse étudie une architecture innovante nommée ASL-DMTJ\, où le polariseur fixe supérieur est remplacé par une couche d’assistance magnétique (ASL) à aimantation libre. Cette ASL interagit dynamiquement avec la couche de stockage par couple de transfert de spin et couplage ferromagnétique\, renforçant la stabilité par alignement magnétostatique et permettant une rétention élevée ainsi qu’une commutation à très faible puissance. Afin d’évaluer les performances via l’intégration de cette ASL\, un cadre de modélisation macrospin complet a été établi pour étudier les propriétés magnétostatiques et dynamiques. L’analyse du profil énergétique démontre que la stabilité thermique du système dépend de l’anisotropie interfaciale liée à l’épaisseur et du couplage dipolaire mutuel. Tandis que la réduction de l’épaisseur de la SL diminue intrinsèquement la barrière d’énergie\, l’inclusion du couplage dipolaire renforce la stabilité globale en favorisant les configurations parallèles\, agissant comme un mécanisme vital pour la rétention des données. Des investigations numériques mettent en évidence un mécanisme de commutation par étapes où la SL bénéficie des couples cumulatifs fournis par les couches de référence et d’assistance\, garantissant que la SL reste la couche la plus stable tandis que l’ASL facilite le renversement. Sur le plan expérimental\, une étude comparative démontre que les structures à double MgO offrent des propriétés de transport nettement améliorées par rapport aux implémentations à triple MgO en éliminant la résistance parasite. En optimisant l’épaisseur et l’oxydation de la barrière tunnel\, des valeurs de magnétorésistance tunnel optimisées ont été obtenues. L’utilisation systématique d’échantillons en double-MgO avec l’interface inférieure FeCoB/MgO sert de barrière principale\, tandis que l’interface supérieure est cruciale pour maximiser le champ d’anisotropie effectif. L’optimisation des matériaux a confirmé que les échantillons conservant une couche magnétique à l’interface MgO supérieure offrent une stablité dépassant le seuil de stabilité thermique requis de 40kBT avec une symétrie de commutation élevée. Enfin\, l’efficacité de commutation a été quantifiée via les distributions du taux d’erreur d’écriture sur des impulsions allant de 4 ns à 10 µs. Nous avons introduit un modèle unifié capturant la dépendance de la tension critique par rapport à la largeur d’impulsion à travers les régimes balistiques et thermiquement assistés. Ce modèle identifie un seuil de commutation caractéristique centré sur le point d’énergie minimale\, introduisant une nouvelle figure de mérite\, le rapport entre la barrière de stabilité thermique et l’énergie de commutation minimale\, fournissant une estimation plus précise de l’énergie opérationnelle. Les résultats expérimentaux ont montré une dépendance linéaire de la barrière d’énergie vis-à-vis du diamètre\, prouvant un mécanisme de commutation régi par la nucléation de domaines et la propagation de parois plutôt que par un modèle macrospin pur. Les calculs analytiques et expérimentaux confirment que les champs de fuite de la couche de référence modulent significativement ces barrières. \nLa hausse de la consommation énergétique mondiale pousse au développement de mémoires plus sobres comme la MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory). Mais en dessous de 20 nm\, les jonctions magnétiques classiques perdent en stabilité ou en efficacité. Cette thèse étudie une architecture innovante\, appelée ASL-DMTJ\, où une couche magnétique d’assistance aide la couche de stockage à conserver l’information tout en facilitant l’écriture avec peu d’énergie. Des modèles montrent que les interactions magnétiques internes renforcent la stabilité malgré la miniaturisation. Les expériences confirment que des structures à double barrière MgO améliorent les performances et réduisent les pertes. Un nouveau modèle de commutation est aussi proposé pour mieux estimer l’énergie nécessaire. Ces travaux ouvrent la voie à des mémoires plus petites\, rapides et économes en énergie.Face à l’explosion de la consommation numérique\, nos appareils ont besoin de mémoires plus économes. La technologie MRAM est une candidate idéale car elle conserve les données sans électricité. Cependant\, miniaturiser ces mémoires réduit leur stabilité \, les données risquent de s’effacer. Cette thèse explore une architecture innovante\, la “ASL-DMTJ”. L’idée est d’entourer la couche de stockage d’informations par deux barrières protectrices et d’ajouter une couche d’assistance magnétique. Cette dernière agit comme un guide dynamique qui aide à l’écriture des données tout en renforçant leur maintien dans le temps. En combinant simulations numériques et tests réels\, ces travaux prouvent que ce design permet de créer des mémoires ultra-stables et rapides. L’étude montre aussi que le basculement de l’information se passe à point d’énergie minimale\, offrant une grande efficacité énergétique. Ce nouveau modèle architectural permet d’envisager des technologies dont la consommation électrique serait drastiquement réduite. \nPlus d’information \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence zoom​  ​​ –  Meeting ID : 987 6986 7024 – Passcode : 025918​ \n_ \n\n\nATTENTION ! L’entrée du site CEA-Grenoble nécessite une autorisation préalable et sur présentation de votre pièce d’identité le jour de votre venue (CI ou passeport\, car le permis de conduire n’est pas recevable).\nVeuillez impétaivement nous contacter par mail avant le 26 juin : admin.spintec@cea.fr​Note: Entry to the CEA-Grenoble site requires prior authorization and the presentation of your ID on the day of your visit (ID card or passport; driver’s licenses are not accepted).\nPlease request this authorization before June 26th to admin.spintec@cea.fr​
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-hanna-karaoui-cea-irig-spintec/
LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, Laboratoire Irig/Spintec\, salle de séminaire 445\, bâtiment 1005\, CEA-Grenoble\, Grenoble
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