À propos de moi

Je suis né à Lisbonne en 1976, j'ai passé l'essentiel de mon enfance à Pocariça et mon adolescence à Linda-a-Velha, et aujourd'hui je suis à la fois portugais et australien. J'ai commencé par la chimie organique à la FCT NOVA en 1994. La même année, mon oncle, António Câmara (qui a reçu plus tard le prix Pessoa), m'a proposé de donner un coup de main au GASA, son groupe de systèmes environnementaux à la FCT NOVA, où je suis resté jusqu'en 1999. Mon travail était modeste : recopier des données du papier vers des bases de données pour qu'elles deviennent des éléments de mondes virtuels, pour des projets dont un CD-ROM multimédia pour l'Expo 98. Le tout a fait l'objet d'un chapitre de livre, si bien que ma première publication n'a rien à voir avec les protéines. C'est aussi là que je me suis assis pour la première fois devant une station de travail Silicon Graphics, avec des lunettes 3D à obturateurs, ce qui s'est révélé bien utile : quand j'ai commencé la cristallographie des protéines en 1998, on construisait les modèles dans O et TURBO-FRODO sur le même genre de machines SGI.

En 1998, j'ai commencé un projet de fin d'études en cristallographie des protéines à l'ITQB NOVA, à Oeiras, encadré par Pedro Matias : il s'agissait de construire le modèle du cytochrome c « split-Soret » dans la densité électronique. J'ai aussi cristallisé une ferrédoxine à sept fers d'une archée thermophile, Acidianus ambivalens. Ses cristaux diffractaient à 2,0 Å mais étaient maclés, et la structure s'est fait attendre : elle est sortie en 2008. En décembre 1998, j'ai passé une semaine à York, à un atelier CCP4 sur l'affinement. L'université n'avait plus de chambres, alors Jorge Navaza, l'auteur du programme de remplacement moléculaire AMoRe, m'a gentiment hébergé dans le logement qu'il louait. De juillet à octobre 1999 est venu mon premier stage, à l'EMBL de Grenoble, sur le site de l'ESRF, à travailler sur les dommages d'irradiation dans les cristaux de protéines avec Raimond Ravelli, un scientifique d'une créativité formidable, qui nous manque beaucoup. À partir du début de 2000, j'ai eu une bourse d'initiation à la recherche (BIC) dans le groupe de Carlos Frazão à l'ITQB, d'abord pour affiner un cytochrome c3 dimérique à 1,2 Å, puis sur la protéine à cluster hybride. Ricardo Coelho et moi avons passé une semaine dans le labo de Juan Fontecilla-Camps à l'IBS, à Grenoble, pour apprendre à congeler des cristaux dans du propane liquide à l'intérieur d'une chambre anaérobie, et nous avons rapporté le savoir-faire à Oeiras. De septembre à novembre 2000, j'étais à l'université de Géorgie, dans le labo de Jean LeGall, qui avait décrit le premier la bactérie Desulfovibrio gigas, à purifier des protéines dans des boîtes à gants anaérobies. Ricardo Coelho était là aussi et purifiait avec moi ; l'une des protéines qu'on voulait rapporter à Oeiras était une hydrogénase qui cessait de fonctionner au moindre contact avec l'oxygène. Après ça, les ballons de composés organiques ne faisaient plus le poids face aux protéines et à leurs cristaux.

D'octobre à décembre 2001, je suis retourné à Grenoble pour un deuxième séjour, cette fois à l'ESRF avec Ed Mitchell, qui allait plus tard co-encadrer ma thèse. Le but était d'apprendre le phasage pour de bon : j'ai fait pousser de nouveaux cristaux de la protéine à cluster hybride sans oxygène, collecté des données à trois longueurs d'onde autour du seuil d'absorption du fer, résolu la structure par MAD et je l'ai affinée à 1,3 Å, en apprenant XDS au passage, moi qui n'avais utilisé jusque-là que MOSFLM et DENZO/SCALEPACK. Début 2002, ce fut HERCULES, une formation de six semaines à Grenoble pour les scientifiques qui utilisent les grands instruments, comme les synchrotrons et les sources de neutrons. Six semaines de cours et d'expériences avec des doctorants de toute l'Europe, ça crée des liens : à l'automne, j'étais au mariage d'un nouvel ami à Rome, et aujourd'hui nous vivons tous les deux au Royaume-Uni et sommes toujours amis. C'est à l'ITQB que Larry Sieker et Ricardo Coelho m'ont appris à cristalliser les protéines, et je leur dois encore l'essentiel de ce que je sais sur la cristallisation. Ma thèse (2002–2007), financée par une bourse de la FCT, s'est faite dans le labo de Maria Arménia Carrondo, entre l'ITQB et l'ESRF, sous la direction de Carlos Frazão et d'Ed Mitchell. C'est à Grenoble que je suis tombé amoureux des synchrotrons, et je ne m'en suis jamais vraiment remis.

En décembre 2002, j'avais suivi un cours pratique EMBO sur l'expression, la purification et la cristallisation des protéines (PEPC3) à l'EMBL de Hambourg, et il m'a bien servi. Vers la fin de 2003, à mi-parcours de la thèse, j'ai pris un second projet : Maria Arménia avait monté une collaboration avec le groupe d'Isabel Sá-Correia à l'IST, à Lisbonne. Notre labo avait toujours travaillé sur des métalloprotéines, purifiées comme Jean LeGall l'avait enseigné : faire pousser d'énormes cultures et extraire les protéines que les bactéries produisent en abondance. Je suis donc devenu le premier du labo à faire de la surexpression et à produire une protéine avec de la sélénométhionine. L'équipe de l'IST connaissait la surexpression mais pas la sélénométhionine, alors nous avons appris ensemble, et ma thèse a été meilleure grâce à ces deux protéines.

La nouvelle protéine était UgpG, une glucose-1-phosphate uridylyltransférase, et début août 2005 j'avais sept formes cristallines et toujours pas de structure. Le remplacement moléculaire ne menait nulle part, et les données à la sélénométhionine avaient 88 sites de sélénium à trouver (11 dans chacune des 8 molécules), ce qui n'était pas une mince affaire. Aux petites heures du dernier jour de faisceau avant l'arrêt d'août de l'ESRF, un dérivé à l'osmium a commencé à montrer un joli signal anomal, mais la machine devait être éteinte avant que je puisse finir. Ed me l'a dit franchement : il n'y avait pas assez de temps, et si je voulais la structure avant l'arrêt, il me faudrait appeler la salle de contrôle et leur demander de laisser tourner la machine. Était-ce seulement possible ? Il n'en savait rien, et il n'allait pas appeler à ma place : ma décision, mon coup de fil. Les mains tremblantes et la voix mal assurée, j'ai appelé. Ils ont dit oui. Tout l'ESRF a continué de tourner 25 minutes de plus à cause de moi, et ça a suffi pour un jeu de données complet et très redondant, et une structure résolue. Les sites de sélénium ont pris toute leur utilité plus tard, pour caler la séquence dans des cartes qui n'étaient pas faciles à interpréter. J'ai passé le reste de l'été à construire le modèle, et fin septembre j'avais une structure complète et affinée (article).

Puis sont venues les protéines membranaires avec Martin Caffrey : d'abord à l'université de Limerick, en postdoc sur ses financements des National Institutes of Health américains, puis au Trinity College de Dublin, avec ma propre bourse Marie Curie (le premier financement que j'ai rédigé, et le premier que j'ai obtenu), pour travailler sur des transporteurs ABC de Pseudomonas aeruginosa. Limerick a été un saut dans l'inconnu. Le labo n'avait pas encore de cristallographie à lui (jusque-là, elle se faisait avec des collaborateurs extérieurs), si bien que mes premières tâches ont été de réserver du temps de faisceau au synchrotron et d'acheter les boucles, les dewars et tout le matériel sans lequel on ne pouvait même pas collecter de données. Comme cristallographe maison, je participais à tous les projets, ce qui a donné des années passionnantes, gratifiantes et très chargées : entre 2008 et 2011, j'ai organisé 31 missions en synchrotron, à peu près une par mois, surtout à l'Advanced Photon Source près de Chicago, mais aussi à la Swiss Light Source, à l'ESRF et à Diamond.

Après quelques missions seul, surtout les blocs de 48 heures de faisceau que l'APS nous accordait chaque mois, j'ai compris qu'il me fallait de l'aide, et j'ai commencé à emmener des étudiants du labo, parfois avant même qu'ils aient leurs propres cristaux. C'est là que j'ai découvert à quel point c'est gratifiant d'aider les autres à grandir, comme scientifiques et comme personnes. Mon syndrome de l'imposteur ne me lâchait pas : et si on tombait sur un problème de cristallographie que je ne savais pas résoudre ? Nous faisions pousser les cristaux dans la phase cubique lipidique, un gel de lipides qui a à peu près la texture du dentifrice, et une partie de ce travail a fini dans Nature, dont la structure d'un récepteur avec le groupe de Brian Kobilka. J'aimerais bien pouvoir dire que tout était calculé. Pas du tout. Il y a eu surtout de bons mentors, des collègues formidables et beaucoup de cristaux qui n'ont jamais poussé. Et aussi pas mal de volonté et de persévérance, par exemple pour apprendre à sortir les cristaux des sandwichs de verre dans lesquels on les faisait pousser.

En 2011, j'ai troqué la recherche pour la science des lignes de lumière à l'Australian Synchrotron, à Melbourne, où Tom Caradoc-Davies m'a recruté et a été mon responsable et mon mentor pendant les huit années suivantes. Il a eu beaucoup de patience avec moi, n'a jamais cessé de m'encourager à suivre ce que j'avais envie de faire, et a fait d'un universitaire motivé mais plutôt ordinaire un scientifique de l'instrumentation.

Les doutes sont quand même revenus, sous une nouvelle forme : d'un coup, j'étais celui qui était censé savoir pourquoi le robot s'était arrêté, pourquoi le détecteur ne répondait plus ou pourquoi les données avaient l'air bizarres. Mon remède a toujours été le même : apprendre la chose pour de bon, la noter et la partager. J'écrivais des entrées dans l'elog et de petits modes d'emploi sur tout, de façon assez égoïste au début, même pour des problèmes que d'autres avaient réglés, parce que je me disais que j'en aurais peut-être besoin un jour. En deux ou trois ans, cette habitude a fait de moi la personne qu'on appelait quand quelque chose coinçait, et ces notes sont devenues l'une des meilleures sources de savoir-faire sur les lignes. En 2018, j'avais écrit plus de 4 000 entrées dans le cahier de bord de l'installation, le deuxième total le plus élevé. En dehors de la ligne, sept ans au bureau de la SCANZ m'ont appris tout ce qu'une petite société savante peut faire avec de bons bénévoles (et une base de données des membres digne de ce nom). J'ai aussi aidé à préparer la candidature gagnante pour accueillir le Congrès mondial de l'IUCr 2023 à Melbourne, puis j'ai rejoint son comité d'organisation. Quelques cours de Python, deux certifications Red Hat et beaucoup de collègues patients plus tard, ça marche toujours.

En 2019, je suis arrivé à Diamond, dans l'Oxfordshire, juste à temps pour une pandémie. Pendant les confinements, j'ai fait partie des travailleurs essentiels qui ont fait tourner I04 pour le COVID Moonshot.

Depuis, une bonne partie de mon travail sur I04 porte sur la qualité, et sur les moyens de rendre les bonnes données plus faciles à obtenir. J'ai apporté avec moi l'habitude des checklists : une checklist logicielle de mise en route de la ligne, devenue MX Beamline Setup, pour que chaque démarrage soit vérifié de la même façon et que rien ne dépende de la mémoire de quelqu'un. J'ai mené le passage à une collecte de données attentive à la dose, puis pilotée par la dose : d'abord faire prendre conscience aux utilisateurs de la dose de rayons X que reçoivent leurs cristaux, puis laisser la ligne choisir les expositions à partir d'une dose cible (article de 2025). À l'IUCr 2026, j'ai présenté dans un poster le cadre plus large pour enseigner et collecter les données de cette façon, Strategic dose allocation. En 2024 et 2025, j'ai dirigé un projet financé par le BBSRC qui a apporté à I04 le centrage des échantillons par apprentissage automatique. J'enseigne aussi la collecte de données aux ateliers CCP4 chaque année depuis 2019, certaines années dans deux écoles différentes, et chaque année à la formation des utilisateurs MX de Diamond, là où toutes ces vieilles notes continuent de servir. En 2026, cette formation a été divisée en trois cours selon le niveau d'expérience ; j'ai enseigné dans l'introduction pour les nouveaux utilisateurs en février. Pour le cours Beyond Automation de Diamond en 2026, j'ai imaginé quatre études de cas pratiques sur I04, des problèmes de taux de comptage du détecteur que les statistiques de merging cachent jusqu'à la répartition de la dose le long des cristaux en aiguille. J'en ai animé deux, des collègues ont animé les deux autres, et j'ai dessiné chacune sous forme de BD (avec un peu d'aide de l'IA).

Aujourd'hui, je co-encadre aussi des doctorants (en ce moment Paige Taylor, qui vient de quitter l'Australie pour Diamond) et je forme de nouveaux collègues pour qu'ils deviennent scientifiques de l'instrumentation, en essayant de transmettre un peu de la patience que tant de gens ont eue avec moi. Je suis aussi secouriste en santé mentale au travail, je siège au conseil municipal de Didcot, et j'ai toujours un petit frisson chaque fois qu'une nouvelle structure sort des données. Au point d'avoir écrit un programme d'affichage pour l'écran en face d'I04, qui fait défiler en boucle les structures récemment publiées dont les données ont été collectées sur la ligne. C'est une idée que j'avais d'abord essayée à Melbourne, la « MX TV », sur de vieux écrans sauvés du recyclage.

Je m'intéresse particulièrement à l'automatisation des lignes MX sans rien sacrifier de la qualité de la science ni de la sécurité du matériel, pour que les robots et les goniomètres ne se percutent pas et que le faisceau direct n'atteigne jamais un détecteur. Ça comprend de meilleures façons de collecter les données avec les détecteurs à pixels hybrides modernes, la collecte de jeux de données complets à partir de plusieurs secteurs angulaires sur un même cristal ou sur des cristaux différents, les défis des faisceaux de rayons X petits et très petits (stabilité du faisceau, petite sphère de confusion, etc.), et de meilleures façons de traiter les données brutes de toutes ces configurations.

Je tiens aussi à l'expérience de l'utilisateur sur une ligne, qu'il soit sur place ou qu'il travaille à distance depuis son labo : comment les expériences sont conçues, comment se présente le logiciel de collecte, et comment les données brutes et les métadonnées sont archivées et partagées pour que l'expérience suivante profite de la précédente. Les faisceaux et les détecteurs modernes produisent une quantité écrasante de données, et ça demande de repenser les choses plutôt que de refaire toujours pareil. Derrière tout ça, il y a l'informatique, et j'aime toujours ce côté-là aussi : Linux, les machines virtuelles, les conteneurs et les outils libres qui rendent une ligne fiable et facile à entretenir.

En biologie structurale, je suis attiré par les interfaces des cellules et des organites : comment les bactéries importent ce dont elles ont besoin pour survivre, comment l'énergie est convertie en gradients de protons à travers les membranes, puis ces gradients en ATP, comment les capsides virales se fixent aux cellules et s'assemblent à l'intérieur, et comment les protéines de transport font entrer et sortir des molécules du noyau, des mitochondries et de l'appareil de Golgi.

Tout autant, je m'intéresse aux gens qui font marcher une installation : former les utilisateurs et le nouveau personnel, accompagner les jeunes scientifiques et aider les collègues à évoluer vers de nouvelles fonctions. Le bien-être compte aussi ; je suis secouriste en santé mentale au travail.

J'adore aussi parler de science avec des gens dont ce n'est pas le métier. Rien ne me donne autant d'énergie que les journées portes ouvertes, j'ai donné une conférence grand public au Café Scientifique de Wantage, et depuis 2023 je participe à des « carrousels des métiers » dans les écoles (une sorte de speed dating où des ados me questionnent sur mon travail) et je fais passer des simulations d'entretien d'embauche à des élèves.