L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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Modalités de soumission 2014

Publication

 

Publication de l’Appel à projets générique 2018 - AAPG2018

 

 

Nous suivre

  • Decapping Mécanisme de clivage de la coiffe des ARNm eucaryotes

    Mécanisme de dégradation de la coiffe, une étape critique de la régulation de l'expression génique
    L’objectif est de déterminer le mécanisme d’activation et de régulation de l’enzyme Dcp2 qui coupe un des éléments protecteurs (la coiffe en 5’) des ARN messagers (ARNm) eucaryotes. Il s’agit d’une étape décisive dans la dégradation des ARNm et donc dans la régulation de l’expression des gènes.

    Dissection du processus de dégradation de la coiffe des ARNm et de sa régulation.
    Les ARNm eucaryotes matures sont protégés d’une dégradation rapide et non régulée dans le cytoplasme par deux éléments stabilisateurs: une coiffe et une queue poly(A), respectivement au niveau des extrémités 5’ et 3’ des ARNm. La dégradation des ARNm nécessite donc un remodelage conséquent de la structure des ARNm qui est déclenché par des signaux spécifiques et permet le recrutement d’activateurs de leur dégradation. La dégradation des ARNm eucaryotes est généralement initiée par la dégradation de la queue poly(A) suivie de l’élimination de la coiffe en 5’. Cette dernière étape est réalisée par le complexe enzymatique Dcp1-Dcp2, où Dcp2 est la sous-unité catalytique et Dcp1 son activateur. Ce complexe possède une très faible activité enzymatique intrinsèque et nécessite le recrutement de nombreux facteurs qui vont l’activer par un mécanisme qui demeure largement obscur.
    L’objectif de ce projet est de déterminer les mécanismes d’activation du complexe Dcp1-Dcp2 et de comprendre les moyens utilisés par les cellules pour réguler ce processus au cours du développement des cellules ou lors de l’exposition à des signaux environnementaux externes.



  • MORE4LESS Modélisation des écoulements particulaires réactifs pour les procédés durables à faible impact énergétique

    Modélisation des écoulements particulaires réactifs pour les procédés industriels durables à faible impact énergétique
    De nombreux procédés industriels comme la combustion du charbon, le craquage catalytique, les réacteurs de polymérisation, la gazéification de biomasse et la combustion en boucle chimique impliquent des écoulements réactifs dans lesquels la phase continue est le fluide et la phase dispersée est constituée de particules solides. L’optimisation de ces procédés représente un défi scientifique et industriel majeur dans le contexte de la flambée des couts de l’énergie et du développement soutenable.

    Il est essentiel de mieux comprendre les phénomènes multi-physiques et multi-échelles dans les écoulements particulaires réactifs rencontrés dans les installations industrielles.
    Un grand nombre de procédés industriels nécessite la mise en œuvre d’ écoulements réactifs dans lesquels une phase continue (gazeuse ou liquide) interagit avec une phase solide dispersée: les procédés catalytiques en lits fluidisés, la combustion dans un tambour en rotation, la gazéification du bois, la combustion des déchets solides. Il est déterminant de pouvoir mieux maitriser et contrôler ces phénomènes complexes afin de réduire la consommation d’énergie et l’empreinte environnementale. Une meilleure compréhension des couplages mis en jeu dans ces écoulements (hydrodynamique, chimique, thermique) est un élément essentiel pour l’aide à l’optimisation et le contrôle de ces procédés. De plus la capitalisation des connaissances acquises dans des codes CFD permettra de mieux prédire ces écoulements apportant ainsi une aide précieuse pour la conception. Néanmoins, il s’agit d’un verrou scientifique majeur. La très grande difficulté à modéliser ces écoulements réside dans la très grande variété de configurations qui peuvent être rencontrées en fonction de la fraction volumique de particules, la charge massique des particules, la taille des particules par rapport à celle des mailles, la nature de l’écoulement chargé de particules. En prenant en compte les transferts de quantité de mouvement, de chaleur et de masse, et les couplages entre les phases, le travail de modélisation des écoulements particulaires réactifs reste un vrai challenge.

    L’objectif de MORE4LESS est de proposer une approche de modélisation multi-échelles des écoulements particulaires réactifs. En particulier, nous concentrons nos efforts de modélisation sur l’approche mésoscopique Euler/Lagrange, qui représente le point faible, dans la prédiction des écoulements réactifs denses et dilués. Ces nouveaux modèles seront implantés dans le code LES massivement parallèle YALES2, nous permettant ainsi de franchir un pas décisif vers l’optimisation des procédés semi-industriels.



  • CHEM-CRYPTIDASES Design rationnel et synthèse d'outils pour l'exploration par chemo-biologie des protéases à crypte

    Explorer le rôle de Insulin-Degrading Enzyme, prototype des cryptidases
    Concevoir, synthétiser et évaluer de petites molécules modulatrices de l'Insulin-Degrading Enzyme, une protéine à la croisée de la maladie d'Alzheimer et du Diabète.

    Dénouer les rôles de la cryptidase Insulin-Degrading Enzyme.
    La maladie d’Alzheimer est un désordre neuro-dégénératif dévastateur qui concerne 20 millions de personnes. Elle est entre autres caractérisée par une accumulation de dépôts amyloides menant à la perte de neurones, un déficit cognitif et finalement la mort. La compréhension du mécanisme d’accumulation pathologique dans le cerveau est cruciale. Récemment, les metalloprotéases, comme la cryptidase Insulin-Degrading Enzyme (IDE), impliquées dans la dégradation du peptide amyloide ont été découvertes. Ainsi, la modulation de cette enzyme pourrait mener à de nouvelles stratégies thérapeutiques.
    Le diabète est une maladie métabolique majeure qui affecte plus de 300 millions de personnes. Le but global de la plupart des thérapies actuelles vise à améliorer la signalisation de l’insuline. Théoriquement, un inhibiteur de l’Insulin-Degrading Enzyme permettrait d’aboutir aux mêmes résultats. Malgré un demi-siècle de recherche, le développement d’inhibiteurs n’a pas été abordé. Notre objectif est de concevoir des sondes chimiques pour explorer le rôle de cette enzyme dans ces deux pathologies, en prenant en compte la structure particulière de cette protéine.



  • EXTRAMEMCAF Extraction sélective de molécules à haute valeur ajoutée issues des déchets de la filière café, par techniques membranaires et séparatives couplées

    Extraction sélective de molécules à haute valeur ajoutée issues des déchets de la filière café, par techniques membranaires et séparatives couplées
    La problématique (volume généré et toxicité) des déchets de la filière café concerne tous les pays producteurs et impose le développement de recherches collaboratives, avec la mise en place d'un réseau de recherche à dimension internationale, pour le traitement des sous-produits et déchets, et leurs valorisations. Le projet consiste à étudier la faisabilité des techniques membranaires et séparatives, et à rechercher des voies durables de recyclage et de valorisation des extraits.

    Potentialités des techniques membranaires et séparatives pour le traitement de la pulpe de café : identification fractions valorisables / ultimes ; verrous, solutions technologiques et conceptuelles
    Ce projet de recherche est un projet d'amorçage qui consiste à évaluer les potentialités d'un panel de techniques membranaires et séparatives pour le traitement de la pulpe de café, tout en autorisant des possibilités de couplages innovants.Les deux objectifs visés du projet sont :
    1) extraire/séparer/concentrer les molécules d'intérêt, en vue de leur valorisation industrielle ultérieure et
    2) éliminer les composés toxiques de la pulpe pour assurer son recyclage immédiat (alimentation animale, substrats, engrais).

    L'instrument de financement choisi nous permettra ainsi d'évaluer la viabilité du projet à travers :
    - l'identification des verrous technologiques de chaque opération unitaire testée,
    - l'identification des fractions valorisables et des ultimes à chaque étape des traitements réalisés, en intégrant les aspects économiques (coûts d'investissement et de fonctionnement) et environnementaux (énergie, effluents),
    - la proposition de solutions technologiques et conceptuelles (couplage, alternatives, replis, réorientations stratégiques).



  • MeioMeth Impact de la méthylation de l'ADN sur la recombinaison méiotique chez Arabidopsis thaliana

    Est ce que notre épigénome contrôle (au moins en partie) notre carte génétique ?.
    Les facteurs qui contrôlent la position et les taux d'évènements de recombinaison méiotiques sont très mal compris mais suggèrent l'existence chez de nombreuses espèces d'un contrôle épigénétique sous-jacent. Nous allons tester si effectivement la méthylation de l'ADN est impliqué dans ce contrôle.

    Contrôle de la recombinaison méiotique
    Les facteurs qui contrôlent la position et les taux d'évènements de recombinaison méiotiques sont très mal compris mais suggèrent l'existence chez de nombreuses espèces d'un contrôle épigénétique sous-jacent. Des données anciennes obtenues chez un champignon filamenteux suggèrent que la méthylation de l'ADN bloquerait localement la formation des crossovers méiotiques. Nous testons cette hypothèse chez la plante Arabidopsis thaliana seule espève modèle eucaryote supérieur pour laquelle les outils nécessaires sont disponibles. Nous allons confronter lors de la méiose un génome «normalement« méthylé et un génome hypométhylé et analyser les résultats de cette confrontation sur les cartes génétiques en les comparant aux cartes génétiques obtenues dans de conditions standards (2 génomes normalement méthylé). Ce travail sera effectué à différentes échelles avec différents outils disponibles (génome, chromosome, bras de chromosome, centromère, point chaud). Comprendre ce niveau de contrôle de la recombinaison méiotique permettrait entre autres d'accélérer la sélection variétale chez les plantes.



  • NEUROWHISK Vers des interfaces cerveau-machine plus performantes: intégration d'un retour sensoriel dans un conditionnement opérant de neurone unitaire

    Vers des interfaces cerveau-machine plus performantes : Intégration d'un retour sensoriel dans un conditionnement opérant de neurone unitaire
    Ce projet s'intéresse au codage neuronal dans les cortex sensoriel et moteur d'un animal libre de ses mouvements. En particulier, nous déterminerons l'importance du retour sensoriel sur l'apprentissage d'une tâche de contrôle moteur d'une neuroprothèse.

    Amélioration de l'apprentissage d'une neuroprothèse motrice par incorporation d'un retour sensoriel
    L'objectif majeur de ce projet est d'étudier l'incorporation d'un retour sensoriel dans une neuroprothèse motrice. Deux approches générales peuvent être envisagées. D'un côté, le retour sensoriel peut être conçu de manière à mimer un retour sensoriel naturel, les motifs d'activité imposée étant alors calqués sur des motifs codant l'action ou de la perception à représenter. D'un autre côté, une approche adaptative peut être choisie, où des motifs arbitraires codent le retour sensoriel, le système neuronal devant alors apprendre par essai et erreur. Actuellement, l'approche biomimétique reste limitée car nous ne sommes pas en mesure d'enregistrer et/ou stimuler de grands nombres de neurones, ni d'ailleurs de comprendre l'étendue de leurs capacités de codage. Cette contrainte, ajoutée au fait que des processus plastiques existent certainement dans toute neuroprothèse même biomimétique, nous conduit à proposer d'explorer l'approche adaptative à la fois pour la partie motrice et la partie sensorielle de nos expériences.
    Nous utilisons le système somatosensoriel du rongeur comme modèle, et plus particulièrement la partie dédiée aux vibrisses sur le museau de l'animal. Les rongeurs utilisent ces organes tactiles pour percevoir et naviguer dans leur environnement, de la même façon que nous utilisons nos doigts. L'utilisation de ce modèle permet, relativement facilement – comparé aux primates non-humains –, d'effectuer des expériences sur des animaux éveillés effectuant un comportement. De plus, nous bénéficions des connaissances accumulées depuis 40 ans sur ce système.
    Sur le long-terme, nous espérons montrer une amélioration de la performance d'une neuroprothèse motrice simple lorsqu'un retour sensoriel est fourni. Ces données peuvent ouvrir la voie à de nouvelles techniques utilisables dans les neuroprothèses chez l'humain.



  • FLOODSCALE Observation et modélisation multi-échelles pour la compréhension et la simulation des crues éclair

    Mieux comprendre les phénomènes de crues éclair
    Observation et modélisation multi-échelles pour la compréhension et la simulation des crues éclair

    Mieux comprendre et simuler les crues éclairs
    Le projet FloodScale est une contribution au programme international HyMeX (Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment). Il a pour objectif d’améliorer la compréhension et la simulation des processus hydrologiques conduisant à des crues éclair, qui sont l’un des risques naturels les plus destructeurs, notamment en région Méditerranéenne. La variabilité spatiale et temporelle de la pluie, des caractéristiques des paysages, de l’humidité des sols est reconnue comme un facteur important influant sur la génération de crues éclairs. Cependant, la quantification et le rôle de leurs variabilités à différentes échelles restent des questions de recherche ouvertes. La compréhension des crues éclairs constitue un défi métrologique puisqu’elle requiert des observations à des échelles spatiales et temporelles très fines (1 km2, 5min), mais aussi sur de très vastes régions. A titre d’illustration, l’épisode de Septembre 2002 sur le Gard a concerné une superficie de 5000 km2, mais la moitié des victimes ont été répertoriées sur des bassins dont la taille était inférieure à 20 km2. Les crues éclairs sont très difficiles à observer à l’aide des réseaux opérationnels de pluviographes et de stations de jaugeage des débits. Il a été montré que les radars hydrométéorologiques apportaient une information particulièrement intéressante pour caractériser la variabilité spatio-temporelle des précipitations, bien que l’interprétation du signal radar reste encore difficile dans des terrains complexes (topographie) et/ou dans les zones urbanisées, qui sont les plus affectées par ce type d’épisodes. Jauger les rivières en crue avec les méthodes traditionnelles est aussi un défi en raison des difficultés pratiques et des problèmes de sécurité des opérateurs.



  • FASTcorrelation De nouvelles théories précises et efficaces pour la description de la corrélation électronique

    De nouvelles théories précises et efficaces pour la description de la corrélation électronique
    Depuis la découverte de la mécanique quantique (MQ), les chercheurs ont été captivés par le défi de résoudre l'équation de Schrödinger (ES). Plus récemment, l'amélioration des ordinateurs a joué un rôle fondamental dans l'application de la MQ pour comprendre et prédire les propriétés des matériaux. Cependant les informations contenues dans l'ES ne peuvent pas être facilement extraites et le développement de nouvelles méthodes numériques est essentiel pour traiter des systèmes plus complexes.

    Développement et application de nouvelles méthodes générales pour le calcul ab initio
    La mécanique quantique peut décrire de manière exhaustive la matière qui nous entoure et dont nous sommes composés. Cependant, les applications aux matériaux réalistes nécessitent des schémas numériques approximatifs qui impliquent un compromis entre précision et efficacité numérique. Ces deux propriétés sont essentielles pour faire face à la complexité des problèmes posés par les applications expérimentales et technologiques. Les approches numériques peuvent aider à interpréter les résultats expérimentaux et même à prévoir de nouveaux matériaux. Cependant, les approximations utilisées et la précision limitée des modèles peuvent souvent conduire à des idées fausses. En introduisant de nouvelles méthodologies précises et efficaces, le projet FASTcorelation va surmonter certaines de ces difficultés. Plus précisément le projet vise à développer de nouvelles méthodologies capables de:
    -Décrire l'état fondamental et les états excités dans le même cadre. En utilisant les fonctions de réponse, il est possible de calculer les propriétés de l'état fondamental avec l' «adiabatic connection fluctuation and dissipation theorem« (ACFDT) ou de calculer les propriétés des état excités dans le formalisme des fonctions de Green (par exemple en utilisant l'approximation GW).
    -Traiter dans le même schéma molécules, solides et nanostructures. Cela peut être réalisé en utilisant une base d'onde planes, qui inclut naturellement les conditions aux limites périodiques et peut traiter les molécules avec une supercellule.
    -Traiter des modèles réalistes de centaines d'atomes avec une précision contrôlée. Cette partie utilise des algorithmes efficaces basés sur la décomposition en valeurs propres de la matrice diélectrique.

    Le projet ne se limite pas à des développements purement théoriques ou numériques mais vise également à considérer des applications à des matériaux réalistes, comme par exemple les cristaux moléculaires, les matériaux utilisés en catalyse et les cellules solaires.



  • SIISU Nano-structuration des surfaces par impact ionique

    Nano structures surfaciques induites par irradiations
    L'irradiation ionique constitue un précieux outil pour la création de structure à l'échelle nanométrique. L'interaction ion- surface crée un densité d'énergie élevée extrêmement localisée qui alors produit des structures surfaciques de dimension nanométrique. L'objectif de ce projet est d'étudier tant l'effet de l'énergie cinétique que de la charge de l'ion.
    La compréhension détaillée des processus impliqués dans cette création de nanostructures peut conduire à de nombreuses applications.

    comportement des matériaux sous dépots d'énergie intense
    La formation de nanostructures induites en surface par l’impact d’un ion unique est un phénomène particulièrement intéressant dans l’étude de l’interaction ion-surface. Dans de nombreuses cibles solides, les ions lourds et rapides produisent des traces cylindriques dans le volume accompagnées de la formation de nanostructures en surface. Récemment, un effet similaire à l’échelle nanométrique a été révélé par l’impact d’un ion unique très lent et hautement chargé. Tandis que les ions rapides transfèrent leur énergie cinétique à la cible par ionisation et excitation électronique (pouvoir d’arrêt électronique), les ions lents hautement chargés produisent des structures par transfert de leur énergie potentielle aux couches surfaciques.
    La similarité entre les nanostructures est suffisamment frappante pour souligner un mécanisme commun lié au transfert d’énergie du système électronique au réseau de la cible.
    L’objectif du projet SIISU consiste à mieux comprendre les effets induits par l’impact d’un unique ion sur une surface cristalline en vue d’applications potentielles



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