Our Team
Lydia Robert
Principal Investigator
After a multidisciplinary scientific education at the Ecole Polytechnique, Lydia obtained in 2010 a PhD in microbiology under the supervision of François Taddei. During her PhD, in collaboration with S. Jun's team, she developed a microfluidic device, now called the "mother machine", allowing for the first time the microscopic observation of bacteria growing in controlled conditions, at the single-cell level on a long time-scale.
Lydia, after becoming a tenured researcher at INRAE, worked at the Laboratoire Jean Perrin (Sorbonne Université) from 2010 to 2020, before joining the Micalis institute. She has been developing new quantitative approaches to address basic questions in biology, using bacteria as model organisms. These approaches combine single-cell experiments, based on microfluidics and microscopy, and theoretical developments from probability theory and statistical physics.
Since 2014, she has been working on mutagenesis, one important cellular process that had remained beyond the reach of single-cell studies, due to the lack of appropriate tools. In collaboration with Marina Elez, she developed such tools, and followed for the first time the dynamics of spontaneous point mutations and their effects in E. coli, at the single-cell level.
Marianne De Paepe
Principal Investigator
Marianne obtained her PhD in 2005, on the comparative study of the reproductive strategies of bacteriophages infecting the bacteria Escherichia coli. Since then she has been interested in deciphering the molecular mechanisms and evolutionary pressures that drive phage evolution, conducting researches at the interface of genetics, experimental evolution and ecology.
After post-doctorate in Nadine Cerf-Bensussan’s Lab (laboratory of intestinal mucosal immunology, Medical Faculty Rene Descartes, Paris), where she studied the evolutionary pressures bacteria face in the gut environment, she became a tenured researcher in 2012 at INRAE, in the Phage team. She conducted researches on the co-evolution of phage and bacteria in the intestinal microbiota, and brought to light the detrimental effect of prophages in the gut due to frequent reactivation.
Since 2019, in collaboration with Marina Elez, she started investigating the mechanisms explaining why phages have a mutation rate a hundred-fold higher than their bacterial host, even those that use the host machinery of replication. In addition, she is actively involved in the collective Labos1p5 (https://labos1point5.org/), that gathers researchers working to understand and reduce the environmental impact of research.
Marina Elez
Principal Investigator
Marina Elez was born in Split, Croatia. She received her bachelor's degree in Molecular Biology from the University of Zagreb. Her main research interests have been to understand how cells maintain the stability of their genome while achieving a certain degree of diversification and control of this fine balance.
She obtained her PhD in Microbiology and Virology, in the laboratory of Professor Miroslav Radman, INSERM, University Paris Descartes. During her Post-Doc in this laboratory, she developed the first method to study mutations at the single-cell level. In 2012, she was appointed Associate Professor at the University of Evry-Val-d'Essonne and joined the CNRS Institute of Systems and Synthetic Biology.
She started an independent research activity in 2014, in collaboration with Lydia Robert, at Sorbonne University, Jean Perrin Laboratory, aimed at studying processes related to genome evolution and maintenance using live cell imaging and microfluidics and Escherichia coli as a model system. In 2020, she was appointed Research Director at INRAE where she continues this line of research.
Magali Ventroux
Engineer
Magali holds a Degree in Biological Engineering and first worked in an analysis laboratory. In 2006, she switched to research in microbial genetics and in 2015, she obtained an Engineering Degree.
Her previous research experience includes studying bacterial chromosome dynamics and the characterization of a new plant hormone. Since 2007, she has held a permanent position at INRAE in the Microbial Genetics unit that joined Micalis institute in 2010. From 2007 to 2020, in the IFPC and ProCeD teams, she identified and functionally characterized protein complexes involved in major cellular processes in the Gram-positive model bacterium Bacillus subtilis, such as DNA metabolism, sporulation and morphogenesis, using various techniques such as interactomics, robotics, epifluorescence microscopy and gene expression analysis.
In 2020, Magali joined the MuSE team to study the occurrence of DNA mutations in phages and E. coli, at the single-cell scale, and their impact on bacterial evolution and adaptation. To do so, she uses microfluidic, microbial genetics and molecular biology techniques.
Chiara Enrico Bena
Post Doc
Chiara is interested in quantitative aspects of intracellular processes and cellular heterogeneity. Since 2020 she has been a postdoc researcher in MuSE’s team, where she is working on the characterization of mutagenesis in real-time at the single cell level in Escherichia coli. She combines experimental and theoretical approaches, spanning microbiology, microfluidics and microscopy, as well as image processing and data analysis.
Previously, Chiara studied physics at the University of Torino (Italy), and completed her master thesis in experimental solid state physics. She then moved her research to quantitative biology and obtained a PhD in physics from Politecnico di Torino in 2019, on the role of single cell heterogeneity in post-transcriptional gene regulation as well as in the growth of populations of cancer cells. She has developed experimental protocols, image and data analysis tools, which she also adapted to study other biological processes in mammalian cells: i) metabolic optimization of therapeutic protein production in cells, ii) vesicle-mediated intracellular trafficking and iii) non-invasive high-throughput screening of cell growth.
Julien Lopez
PhD
Julien holds a degree in Life and Earth Sciences from Versailles Saint-Quentin University and a Master's degree in Biodiversity Genomics and Environment from the Ecole Supérieure de la Biosphère of the University of Paris-Saclay. He completed a M2 internship in the ProbiHote team in Micalis about complex sugar degradation pathways and use of the genes as markers of a healthy microbiota.
Julien joined the MuSE team as an engineer, to design a ChIP-qPCR experiment around the mismatch repair system during infection of E. coli by a lambda phage. In 2022, he started a PhD in the MuSE team, under the supervision of Marianne De Paepe and Marina Elez, on the origins and the rate of spontaneous mutations in the lambda bacteriophage. He is interested in biodiversity and evolution study through genetics and genomics.
Yuvaraj Bhoobalan
Fellow
Yuvaraj is a Novo Nordisk postdoctoral fellow in the MuSE team since 2022, working with the bacteriophage T4 and the intestinal phage Shimazdu. Yuvaraj is studying the role of hypermodifications and Diversity generating retroelements in phage evolution and their ability to overcome host defense mechanisms.
Like most students hailing from Bangalore, the information technological hub of India, he performed his undergraduate study to become an Engineer but with a focus on biology. Following a brief stint in software development, he moved to Germany to complete his Masters in Science (Microbiology) at the Friedrich-Schiller Universität Jena. Fascinated by viruses and the newly discovered CRISPR-Cas defense mechanism, he moved to Denmark as part of his Master thesis and stayed to complete his PhD under the supervision of Dr. Xu Peng. During his doctoral work on Archaeal host and virus interactions, he studied host defense and viral anti-defense mechanisms, specifically relating to CRISPR-Cas and Toxin-Antitoxin systems. In his free time, he enjoys watching non-English films, reading, climbing and exploring localities unknown to tourists in Paris.
Lydia Robert
Chercheuse permanente
Après une formation scientifique multidisciplinaire à l’École Polytechnique, Lydia obtient en 2010 un doctorat en microbiologie sous la direction de François Taddei. Pendant son doctorat, en collaboration avec l’équipe de S. Jun, elle développe un dispositif microfluidique, appelé « mother machine », permettant pour la première fois l’observation microscopique de bactéries se développant dans des conditions contrôlées, au niveau unicellulaire et sur une longue échelle de temps.
Lydia, après avoir obtenu un poste de chercheuse permanente à l’INRAE, travaille au Laboratoire Jean Perrin (Sorbonne Université) de 2010 à 2020, avant de rejoindre l’institut Micalis. Elle développe de nouvelles approches quantitatives pour répondre à des questions fondamentales en biologie, en utilisant les bactéries comme organismes modèles. Ces approches combinent des expériences de cellule unique, basées sur la microfluidique et la microscopie, et des développements théoriques en physique statistique.
Depuis 2014, elle travaille sur la mutagenèse, un processus important qui était resté hors de portée des études unicellulaires, en raison du manque d’outils appropriés. En collaboration avec Marina Elez, elles réussissent pour la première fois à suivre la dynamique de mutations ponctuelles spontanées et leurs effets chez E. coli au niveau unicellulaire.
Marianne De Paepe
Chercheuse permanente
Marianne obtient en 2005 son doctorat sur l’étude comparative des stratégies de reproduction des bactériophages infectant E. coli. Depuis, elle s’intéresse aux mécanismes moléculaires et pressions évolutives qui gouvernent l’évolution des phages, menant des recherches à l’interface entre la génétique, l’évolution expérimentale et l’écologie.
Après un post-doctorat au Laboratoire de N. Cerf-Bensussan (Laboratoire d’immunologie des muqueuses intestinales, Faculté de médecine René Descartes, Paris), où elle étudie les pressions évolutives des bactéries dans l’environnement intestinal, elle devient chercheuse titulaire en 2012 à l’INRAE, dans l’équipe Phage. Elle mène des recherches sur la co-évolution des phages et des bactéries dans le microbiote intestinal, et met en lumière l’effet néfaste des prophages dans l’intestin.
Depuis 2019, en collaboration avec Marina Elez, elle étudie les mécanismes qui expliquent pourquoi les phages ont un taux de mutation cent fois plus élevé que leur hôte bactérien, même pour ceux utilisant la machinerie de replication de l’hôte. Par ailleurs, elle participe activement au collectif Labos1p5 (https://labos1point5.org/) qui réunit des chercheurs travaillant à comprendre et réduire l’impact environnemental de la recherche.
Marina Elez
Chercheuse permanente
Marina Elez est née à Split, en Croatie. Elle obtient sa licence en biologie moléculaire à l’Université de Zagreb. Elle s’intéresse notamment à comment les cellules maintiennent la stabilité de leur génome tout en atteignant un certain degré de diversification et de contrôle de cet équilibre délicat.
Elle obtient son doctorat en microbiologie et virologie dans le laboratoire du Professeur Miroslav Radman, INSERM, Université Paris Descartes. Pendant son post-doctorat dans ce même laboratoire, elle développe la première méthode pour étudier les mutations au niveau unicellulaire. En 2012, elle est nommée Maître de conférences à l’Université d’Evry-Val-d’Essonne et rejoint l’Institut des systèmes et de la biologie synthétique du CNRS.
En 2014, elle lance ses propres sujets de recherche en collaboration avec Lydia Robert au laboratoire Jean Perrin, Sorbonne Université, et étudie les processus liés à l’évolution et à la stabilité du génome en utilisant l’imagerie cellulaire vivante, la microfluidique, et Escherichia coli comme système modèle. En 2020, elle est nommée Directrice de recherche à l’INRAE où elle poursuit ces activités de recherche.
Magali Ventroux
Ingénieure d'étude
Magali est titulaire d’un diplôme en génie biologique et travaille d’abord dans un laboratoire d’analyse. En 2006, elle s’engage vers la recherche en génétique microbienne et, en 2015, obtient son diplôme d’ingénieur.
Son expérience de recherche antérieure comprend l’étude de la dynamique des chromosomes bactériens et la caractérisation d’une nouvelle hormone végétale. En 2007, elle obtient un poste permanent à INRAE au sein de l’unité Génétique Microbienne qui a rejoint l’Institut Micalis en 2010. De 2007 à 2020, dans les équipes IFPC et ProCeD, elle identifie et caractérise fonctionnellement les complexes protéiques impliqués dans les principaux processus cellulaires de la bactérie modèle Gram positive Bacillus subtilis, tels que le métabolisme de l’ADN, la sporulation et la morphogenèse, utilisant diverses techniques telles que l’interactomique, la robotique, la microscopie à épifluorescence et l’analyse de l’expression génétique.
En 2020, Magali rejoint l’équipe MuSE pour étudier l’occurrence des mutations ADN chez les phages et E. coli, à l’échelle unicellulaire, et leur impact sur l’évolution et l’adaptation bactériennes. Pour ce faire, elle utilise des techniques de microfluidique, de génétique microbienne et de biologie moléculaire.
Chiara Enrico Bena
Post-doc
Chiara s’intéresse aux aspects quantitatifs des processus intracellulaires et à l’hétérogénéité cellulaire. Depuis 2020, elle est chercheuse postdoctorale dans l’équipe MuSE où elle travaille sur la caractérisation de la mutagenèse en temps réel au niveau de la cellule unique chez E. coli. Elle combine des approches expérimentales et théoriques recouvrant la microbiologie, la microfluidique et la microscopie, ainsi que le traitement d’images et l’analyse de données.
Avant de rejoindre MuSE, Chiara étudie la physique à l’Université de Turin (Italie) et se penche pour son mémoire de fin d’étude sur l’étude expérimentale des solides. Elle s’engage ensuite vers la biologie quantitative et obtient un doctorat en physique au Politecnico di Torino en 2019 sur le rôle de l’hétérogénéité unicellulaire dans la régulation génétique post-transcriptionnelle ainsi que dans la croissance des populations des cellules cancéreuses. Elle développe des protocoles expérimentaux, des outils d’analyse d’images et de données, qu’elle adapte également pour étudier d’autres processus biologiques dans les cellules mammaliennes : i) optimisation métabolique de la production de protéines thérapeutiques dans les cellules, ii) trafic intracellulaire vésiculeux et iii) nondépistage invasif de la croissance cellulaire à haut débit.
Julien Lopez
Doctorant
Julien est titulaire d’une licence en Sciences de la Vie et de la Terre de l’Université Versailles Saint-Quentin et d’un Master en Génomique de la Biodiversité et Environnement de l’École Supérieure de la Biosphère de l’Université Paris-Saclay. Il effectue son stage de fin d’étude dans l’équipe ProbiHote à l’Institut Micalis sur les voies complexes de dégradation du sucre et l’utilisation des gènes comme marqueurs du microbiote sain.
Julien rejoint l’équipe MuSE en tant qu’ingénieur pour concevoir une expérience ChIP-qPCR sur les systèmes de réparation de mismatch lors de l’infection d’E. coli par un phage lambda. En 2022, il débute un doctorat dans l’équipe MuSE, sous la supervision de Marianne De Paepe et Marina Elez, sur les origines et taux de mutations spontanées dans le bactériophage lambda. Il s’intéresse à l’étude de la biodiversité et de l’évolution via la génétique et la génomique.
Yuvaraj Bhoobalan
Fellow
Yuvaraj est titulaire d’une bourse Novo Nordisk dans l’équipe MuSE depuis 2022, et travaille sur le bactériophage T4 et le phage intestinal Shimazdu. Il étudie le rôle des hypermodifications et des rétroéléments générateurs de diversité dans l’évolution des phages et leur capacité à éviter les mécanismes de défense de l’hôte.
Comme la plupart des étudiants originaires de Bangalore, véritable centre technologique de l’Inde, il effectue ses études de premier cycle en ingénierie, mais avec un goût marqué pour la biologie. Après une brève expérience dans le développement de logiciels, il déménage en Allemagne pour effectuer un Master en microbiologie à l’Université Friedrich-Schiller Jena. Fasciné par les virus et le nouveau mécanisme de défense CRISPR-Cas, il s’envole ensuite pour le Danemark dans le cadre de son mémoire de master et y reste pour son doctorat sous la supervision du Dr. Xu Peng. Au cours de ses travaux de doctorat sur les interactions entre le virus Archaeal et son hôte, il étudie la défense de l’hôte et les mécanismes antiviraux, en particulier les systèmes CRISPR-Cas et Toxin-Antitoxin. Dans son temps libre, il aime regarder des films non-anglophones, la lecture, l’escalade et l’exploration des lieux inconnus et insolites de Paris.
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