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.
Chiara Enrico Bena
Research engineer
Chiara is interested in quantitative aspects of intracellular processes and cellular heterogeneity. Since 2020 she has been a postdoc researcher in the MuSE 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. In 2025, she obtained an INRAE research engineer permanent position in microbiology, microfuidics and video-microscopy in the MuSE team.
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 population growth.
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 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, epifluorescence microscopy, microbial genetics and molecular biology techniques.
Mathieu Stouf
Research engineer
Mathieu holds a PhD in microbiology, obtained in 2013, under the supervision of François Cornet, at the LMGM institute in Toulouse and worked on the terminal region of the Escherichia coli chromosome using fluorescent tags, for loci visualization, showing that a very specific dynamic of this region occurs in vivo.
Being interested in the global dynamic of the E.coli chromosome, Mathieu went to work in the laboratory of Nancy Kleckner at Harvard University, in Cambridge, USA, for a postdoctoral position. There, he studied the fluctuations of the nucleoid using high-throughput fluorescent microscopy to show that the nucleoid has a « breathing-like » cycle, and that these cycles of expansion/compaction depend on the level of superhelicity of the chromosome.
Since 2022, Mathieu is a research Engineer in the MuSE team working on the mutation rate in bacteriophages and E.coli, using the high-throughput methods developed in the lab for mutation visualization assays.
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.
Chiara Enrico Bena
Ingénieure de recherche
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) dépistage non-invasif à haut-débit de la croissance de la population cellulaire.
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 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.
Mathieu Stouf
Ingénieur de recherche
Mathieu est titulaire d'un doctorat en microbiologie, obtenu en 2013 sous la direction de François Cornet, à l'institut LMGM de Toulouse. Il a travaillé sur la région terminale du chromosome d'Escherichia coli à l'aide de marqueurs fluorescents, pour la visualisation des loci, montrant qu'une dynamique très spécifique de cette région se produit in vivo.
Intéressé par la dynamique globale du chromosome d'E. coli, Mathieu a rejoint le laboratoire de Nancy Kleckner à l'université Harvard, à Cambridge, aux États-Unis, pour un poste de post-doctorant. Il y a étudié les fluctuations du nucléoïde à l'aide d'une microscopie fluorescente à haut débit afin de montrer que le nucléoïde a un cycle « semblable à la respiration » et que ces cycles d'expansion/compactage dépendent du niveau de superhélicité du chromosome.
Depuis 2022, Mathieu est ingénieur de recherche au sein de l'équipe MuSE, où il travaille sur le taux de mutation chez les bactériophages et E. coli, en utilisant les méthodes à haut débit développées dans le laboratoire pour les tests de visualisation des mutations.
Our team is growing and we have funding to hire post-docs, PhDs, interns and other positions.