Son doctorat, obtenu à l’Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC) ainsi qu’à l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) en 2015, s’est focalisé sur la détection des fossiles de bactéries magnétotactiques. Ces bactéries constituent un groupe morphologiquement, métaboliquement et phylogéné-tiquement très divers de microorganismes aquatiques possédant la capacité de former des chaines de nanoparticules d’oxydes de fer (magnétite) magnétiques au sein de leur cellule et de façon génétiquement contrôlée.
Matthieu a ensuite rejoint le département de Microbiologie de l’Université de Californie à Berkeley en 2016 lors d’un premier post-doctorat. Il a cherché à mieux comprendre les processus biochimiques conduisant à la formation des particules de magnétite dans ces bactéries, ainsi que leurs potentiels impacts sur le cycle biogéochimique du fer. Ses travaux ont été ensuite complétés par un deuxième post-doctorat au Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) débuté en 2019, au cours duquel il a identifié et caractérisé les protéines responsables de la précipitation du fer sous forme de magnétite dans les bactéries magnétotactiques.