Romain Peretti, lauréat d’une « Consolidator Grant » de l‘ERC pour un projet sur le « Couplage fort dans la gamme Térahertz pour l’analyse et le contrôle de la structure des Macromolécules »

Romain Peretti est chargé de recherche CNRS au sein de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN – Unité Mixte de Recherche CNRS / ULille / UPHF / CLI / JUNIA). Il s’intéresse à l’étude des interactions entre les ondes électromagnétiques dans la bande THz et les molécules d’intérêt biologique à l’état solide, liquide et gazeux. Son objectif est de développer des outils et concepts de biophotonique THz pour les appliquer dans des domaines tels que la biologie ou la médecine, comme par exemple dans l’étude des protéines ou encore pour effectuer des diagnostics.
Romain Peretti a obtenu son doctorat en spectroscopie de fibres optiques à l’Institut Lumière Matière (ILM – Unité Mixte de Recherche CNRS / Université Claude Bernard) de Lyon avant de se diriger vers les cristaux photoniques à l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL – Unité Mixte de Recherche CNRS / École Centrale de Lyon / École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon / Université Claude Bernard). Il a ensuite rejoint l’ETHZ (École Polytechnique fédérale de Zurich) pour travailler sur les lasers à cascades quantiques. C’est là qu’il découvre la gamme Térahertz et décide de diriger ses recherches vers là biophotonique THz. Il est soutenu par la Région Hauts-de-France et la Métropole Européenne de Lille pour lancer son activité à l’IEMN en 2016 et a été recruté au concours de Chargé de Recherche du CNRS en 2018. Il est également éditeur associé du journal Optics Express depuis 2020.

La fabrication de structures macromoléculaires artificielles pour les vaccins ou les thérapies géniques est un défi majeur. TUSCaNy vise à utiliser des outils de photonique THz pour sonder et contrôler la structure des macromolécules (protéines, ADN…). Sur l’image, on voit en haut un exemple d’assemblage incomplet d’une capside virale dans un environnement standard (sans cavité THz) et en bas, l’assemblage est complet lorsque la cavité THz permet le couplage fort entre l’onde électromagnétique et les modes de vibrations.

L’ADN et les protéines sont des macromolécules et ces dernières assurent la plupart des fonctions du vivant. Elles ont donc un rôle central en biologie et en médecine et leur fonction découle de leur structure à l’échelle nanométrique. Cependant, il est actuellement difficile de sonder et de modifier cette structure dans des conditions proches de celles de l’environnement physiologique.
Le projet TUSCaNy vise à relever ce défi en développant des outils de micro/nano photonique THz pour analyser les vibrations de ces macromolécules, puis en mettant en œuvre le couplage fort pour les modifier. Les expériences seront réalisées à des températures allant de la cryogénie à la température corporelle, sur des échantillons allant des cristaux jusqu’aux cultures cellulaires en étudiant notamment la propagation des prions et l’assemblage des capsides virales.
Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre et de contrôler la structure des macromolécules, et avoir un impact sur les maladies liées à des anomalies de cette structure, comme la maladie d’Alzheimer.

romain.peretti@univ-lille.fr