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La jeune chercheuse qui étudie l’alimentation d’une bactérie pathogène de plante

Caroline Baroukh est une jeune chercheuse du département SPE recrutée récemment à l’Inra au sein du Laboratoire des Interactions Plantes Microorganismes (LIPM) à Toulouse. Elle travaille sur la modélisation mathématique du comportement alimentaire d’un pathogène de plante, la bactérie du sol Ralstonia solanacearum.

Caroline Baroukh, jeune chercheuse au LIPM à Toulouse (département SPE).. © Inra
Par Caroline BAROUKH - Arnaud RIDEL
Mis à jour le 23/04/2018
Publié le 23/04/2018

Des mathématiques à la biologie

Caroline Baroukh a suivi une formation d’ingénieur généraliste à l’École Centrale de Lyon, après deux années de classes préparatoires Mathématiques et Physique. Elle a effectué sa dernière année d’école d’ingénieur en double cursus, avec un MSc Computing Biomedical Applications de l’Imperial College de Londres, puis a obtenu un diplôme de Doctorat en Microbiologie et Biotechnologies de l’Université Montpellier 2.

Ingénieure en bioinformatique dans le département pharmacologie de l’hôpital du Mont Sinaï à New York, elle a développé des outils bioinformatiques pour l’analyse de données biologiques. Elle a ensuite réalisé son doctorat à l’Inra en biotechnologie, microbiologie au sein du Laboratoire de Biotechnologies de l’Environnement. Son sujet de thèse consistait à comprendre et prédire le stockage de lipides chez les microalgues à l’aide d’outils de modélisation mathématique, ces lipides étant utilisés pour produire du biodiesel. Par la suite, elle a effectué un postdoctorat de 16 mois à l’Ifremer de Nantes pour se former à l’expérimentation biologique et un postdoctorat de 6 mois à l’Imperial College de Londres pour approfondir ses connaissances théoriques en modélisation.

Caroline Baroukh dispose ainsi d’une double compétence à la fois en mathématiques/informatique, et en microbiologie/biotechnologie.

Etudier le régime alimentaire d’une bactérie, pathogène de plante

Caroline Baroukh travaille aujourd’hui au Laboratoire des Interactions Plantes Microorganismes, UMR mixte Inra-CNRS à Toulouse. L’équipe de recherche au sein de laquelle elle travaille, étudie les mécanismes d’adaptation et de pathogénicité de la bactérie phytopathogène du sol, Ralstonia solanaceraum, à l’origine d’une pourriture bactérienne ou bactériose vasculaire chez de nombreuses plantes-hôtes. Ralstonia solanacearum est un des pathogènes de plante les plus dévastateurs au monde de par son agressivité, sa large gamme d’hôtes, sa vaste distribution géographique et sa longue persistance dans le sol. Il n’existe à ce jour aucun moyen de lutte efficace contre celui-ci.

Son projet de recherche consiste à comprendre le régime alimentaire de ce pathogène de plante lors d’une infection, et le lien potentiel entre ce régime et sa stratégie de virulence. Pour cela, la jeune chercheuse utilise la modélisation mathématique. Plus particulièrement, elle modélise le métabolisme du pathogène et son interaction avec celui de la plante sous la forme de problèmes d’optimisation mathématique. La compréhension des mécanismes d’infection du pathogène, en particulier son régime alimentaire dans la plante, permettra d’établir des stratégies de lutte contre cette bactérie.

Caroline Baroukh étudie également une autre bactérie pathogène, la bactérie Xylella fastidiosa, aux comportements d’infection similaires, qui provoque de sérieux dégâts sur l’olivier notamment en Italie.

Persévérance et curiosité scientifique

Selon Caroline Baroukh, les deux principales qualités pour devenir chercheur sont la persévérance et la curiosité scientifique. Elle précise qu’il faut être extrêmement persévérant et motivé, car il est rare que « cela fonctionne du premier coup », que ce soit en modélisation mathématique ou en expérimentation. Il est important d’être curieux scientifiquement, d’abord parce que c’est ce qui donne la motivation pour avancer dans ses projets de recherche, mais aussi parce qu’il est nécessaire de savoir ce que les gens font dans d’autres disciplines. Participer à des séminaires ou lire des articles, même vulgarisés, sur des sujets un peu éloignés de sa discipline permet selon elle de se débloquer de situations, ou bien sont sources d’inspiration pour attaquer sous un angle original un projet de recherche.

La jeune chercheuse aimerait par la suite ajouter un modèle complet de plante aux modèles bactériens qu’elle construit, afin d’étudier en détails les interactions entre pathogène et hôte, en particulier les stratégies d'attaque, de contamination et de propagation dans la plante.

Mini-CV

2011 - 2014 Doctorat en Microbiologie et Biotechnologie ; Université Montpellier 2
2009 - 2010 MSc Computing Biomedical Applications ; Imperial College of London
2007 - 2010 Ingénieure généraliste École Centrale de Lyon ; École Centrale Lyon
2005 - 2007 Classes préparatoires MPSI, MP ; Lycée Blaise Pascal, Clermont-Ferrand

Comprendre le régime alimentaire de Ralstonia solanacearum

Pour mener à bien son projet de recherche, Caroline Baroukh doit répondre à des questions biologiques majeures :

i) Quelles sont les conditions subies par le pathogène dans la plante (pH, température, oxygène, sources de nourriture, etc.) ? Existe-t-il des différences entre plantes ? Ces différences peuvent-elles expliquer une tolérance voire une résistance de certaines plantes ?

ii)  Comment croît le pathogène dans la plante ? A quelle vitesse, et sur quelles sources de nourriture ? Existe-t-il des différences entre souches microbiennes ? Expliquent-elles les hôtes spécifiques de certaines souches ?

iii) Le pathogène est-il capable d’induire un changement métabolique chez son hôte pour le forcer à produire des molécules favorisant sa croissance, sachant qu’il est capable de réduire la réponse immunitaire de l’hôte ?

iv) Quel est l’effet des conditions environnementales subies par la plante (engrais, CO2, O2, température, eau) sur la croissance du pathogène ?