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

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  • ASEXEVOL Un génome fait de multiples copies divergentes permet-il à un animal parasite de plantes d'évoluer en l'absence de reproduction sexuée ?

    Evolution en absence de reproduction sexuée chez un animal ravageur de cultures: un génome en plusieurs copies divergentes pourrait être la clé.
    Comment un animal se reproduisant sans sexe peut-il être un des ravageurs de cultures les plus dommageables pour l'agriculture ? Les animaux à reproduction asexuée ne disposent pas des avantages liés à la reproduction sexuée en terme de plasticité génétique (brassage d’allèles et recombinaison). Chez le nématode à galles Meloidogyne inocgnita, nous avons identifié un génome en plusieurs copies divergentes. Une telle structure génomique permet-elle une plasticité en l'absence de sexe ?

    Une plasticité génétique liée à la présence de régions génomiques en plusieurs copies ?
    Objectifs
    - Déterminer quelle proportion de gènes est en plusieurs copies à cause de la structure particulière des génomes de nématodes à galles.
    - Déterminer si ces gènes en plusieurs copies forment des blocs dupliqués.
    - Déterminer les pourcentages de divergence moyen au niveau nucléotidique entre ces blocs dupliqués.
    - Etudier comment se répartit cette divergence entre régions codantes, introniques et intergéniques..
    - Calculer la divergence moyenne entre copies de gènes présentes sur des blocs dupliqués.
    - Déterminer si des copies de gènes issues de blocs dupliqués évoluent sous sélection positive ou diversifiante, signe d'une possible divergence fonctionnelle entre copies.
    - Générer des données transcriptomiques à haut débit (RNAseq) et en triplicat pour déterminer les patrons d'expressions des gènes au cours du cycle de vie du nématode.
    - Déterminer si des copies de gènes issues de blocs dupliqués possèdent des patrons d'expression divergents.
    - Générer des données RNAseq en triplicat au cours d'expérience d'infestation du nématode sur des plantes hôtes communes à l'ensemble des Meloidogyne vs. des plantes hôtes spécifiques des espèces asexuées.
    - Déterminer si les gènes en mutli-copies provenant des blocs dupliqués sont exprimés différentiellement sur hôte universel vs. hôte sepécifique.

    L'ensemble de ces résultats nous permettra de tester si la structure particulière du génome offre un potentiel de plasticité fonctionnelle. De plus nous pourrons également déterminer si cette potentielle plasticité joue sur le plus grand succès parasitaire des Meloidogyne asexués.



  • ARBOAS Déchiffrer le rôle de la famille des gènes OAS chez l'homme dans la pathogénèse d'une infection arbovirale

    Rôle des gènes de la 2’-5’ oligoadénylate synthétase humaine dans l’infection virale transmise par moustique
    La 2’-5’ oligoadénylate synthétase (OAS) est une protéine induite par l’interféron qui joue un rôle important dans les mécanismes de défense contre les infections virales. Cette protéine peut aussi être nocive et causer des maladies graves. Nous essayons de comprendre le rôle de cette protéine dans la protection ou l’accentuation de maladies causées par des virus transmis par des insectes.

    La famille des gènes de l’OAS protège-t-elle contre les infections virales transmises par moustique ou accentue-t-elle la maladie?
    Les infections virales transmises par moustiques sont l’un des principaux problèmes de santé publique des pays tropicaux et se propagent aux pays de zones tempérées à cause des changements climatiques. La dengue, le Chikungunya et le virus de l'encéphalite japonaise sont des pathogènes humains importants, transmis par les moustiques et qui causent des maladies hémorragiques, fébriles et des encéphalites. Le virus de la Dengue provoque une maladie allant de l’affection bénigne à des symptômes pouvant être mortels. Chaque année, on estime dans le monde entre 50 et 100 millions de cas de dengue et plusieurs centaines de milliers de formes sévères. À ce jour, il n'existe aucun vaccin ou traitement spécifique de la dengue. Il est urgent de comprendre les mécanismes de défense immunitaire et la façon dont le virus cause la maladie et se transmet. L'infection par le virus de l'encéphalite japonaise cause des épidémies d'encéphalite humaine, avec une mortalité estimée entre 10.000 et 15.000 cas chaque année dans l'Asie du Sud et du Sud-Est. Bien qu'un vaccin efficace existe, il n'y a pas de traitement spécifique.
    Les mécanismes antiviraux innés induits par interférons sont potentiellement les voies les plus importantes de la défense cellulaire de l'hôte contre la réplication virale.
    Nous proposons d'étudier le rôle de la famille des gènes de l'OAS, gènes majeurs de l'immunité innée contre les infections virales de la dengue, du Chikungunya et de l'encéphalite japonaise. Les mécanismes sous-jacents aux différences d'effets induits par les différents membres de la famille des OAS et de leurs isoformes contre les virus doivent être étudiés. En outre, le rôle de ces enzymes dans les infections humaines naturelles de dengue et de Chikungunya n'est pas connu.



  • DIFFCERAM Dynamiques de diffusion des techniques et styles céramiques : données comparatives actualistes et modélisation multi-agents

    Dynamiques de diffusion des techniques et styles céramiques : données comparatives actualistes et modélisation multi-agents
    En archéologie, il n’existe pas de référentiels, basés sur des données empiriques, qui permettent d’interpréter la diffusion des traits techniques et stylistiques en termes de modalités de transmission. Il en résulte qu’à l’heure actuelle il est difficile de distinguer entre une diffusion démique et une diffusion culturelle, et dans ce dernier cas entre des emprunts de type fonctionnel ou contextuel, ce qui, à terme, empêche toute restitution de l’histoire des dynamiques culturelles.


    Modéliser les processus de diffusion
    Pour remédier à ce manque de référentiels, le projet propose de construire un modèle basé sur des données empiriques qui permette à terme d'interpréter les processus de diffusion des traits techniques et stylistiques céramiques en termes de modalités de transmission. Pour ce but, il s'agit d’expliquer les phénomènes d’emprunt et de non emprunt ainsi que leur évolution temporelle. La question principale est la suivante : dans quelle mesure ces phénomènes varient en fonction du type d’interactions entre individus et du type d’apprentissage auquel ils sont soumis ? Les hypothèses sont:
    - a), il existe des régularités exprimant des corrélations entre emprunt/non emprunt et différentes situations sociologiques (homogène versus hétérogène, condensée versus dispersée, occasionnelle versus permanente) combinées à différentes modalités de contacts (directs versus indirects );
    - b) le groupe social auquel appartient l’emprunté potentiel est décisif pour expliquer le choix d’emprunter ou non,
    - c) le degré d'expertise de l'artisan est également décisif dans l'emprunt de traits techniques.

    Le modèle envisagé est un modèle de simulation multi-agents qui a vocation à :
    - d'une part, représenter les mécanismes explicatifs des régularités observables empiriquement. Ces régularités seront mises en évidence à partir d'une étude comparative de différentes situations ethnographiques, à savoir: l'Inde, le Kenya, le Cameroun, l’Éthiopie et les Philippines. Elles sont à établir pour chaque trait technique et stylistique, les mécanismes de diffusion pouvant varier en fonction de la nature des traits céramiques.
    - d'autre part, engendrer les conséquences macroscopiques des mécanismes à l’œuvre dans les interactions qui relient les acteurs afin de tester la validité de ces mécanismes.



  • COPEL Compréhension et Optimisation de l’Electrogreffage local

    Compréhension et Optimisation de l'Electrogreffage Local
    COPEL

    Objectifs
    Les surfaces revêtues de couches minces organiques font partie de notre quotidien, que ce soit dans les peintures utilisées dans l’industrie automobile ou pour les équipements médicaux. Parmi les techniques employées pour les réaliser, l’électrogreffage, qui correspond à la polymérisation électro-induite d’espèces électroactives en solution sur des surfaces métalliques ou semi-conductrices, permet un accrochage covalent du revêtement à la surface.
    Ces dernières décennies, à cause d’une augmentation de l’intérêt pour la technologie miniaturisée, la fonctionnalisation de surfaces selon des motifs micrometriques ou même nanométriques s’est considérablement développée. La microscopie électrochimie à balayage (SECM pour l’anglais Scanning Electrochemical Microscopy), utilisée dans la plupart des cas comme une technique d’analyse, s’est également révélée particulièrement intéressante pour la modification locale de surfaces. En particulier, en utilisant la SECM, il a déjà été possible de réaliser l’électrogreffage localisé de monomères vinyliques et de sels de diazonium sur de nombreux substrats.
    Malheureusement, les conditions particulières qu’il est nécessaire de réunir pour observer un électrogreffage localisé de monomères vinyliques peuvent être qualifiées d’extrêmes en comparaison de celles qui sont généralement utilisées en SECM. Ainsi, la présence simultanée de grandes densités de courant et de forts potentiels électriques génère des bulles à proximité de l’électrode, conduisant à un phénomène de turbulence ainsi qu’à l’apparition transitoire de couches isolantes à l’interface électrode-solution. De plus, il a été observé que le potentiel électrique local, de même que le contenu chimique de la solution à proximité de l’électrode, jouaient un rôle dans la transformation de la surface. Jusqu’à présent, la contribution individuelle de chacun de ces éléments n’a pu être déterminée, ce qui rend impossible un contrôle satisfaisant de la procédure.



  • RIBO-Dyn Dynamique structurale et fonctionnelle des évènements co-traductionnels survenant au voisinage des ribosomes

    Dynamique structurale et fonctionnelle des évènements cotraductionnels survenant au voisinage du ribosome
    Il s’agit d’explorer les mécanismes de couplage entre les processus de synthèse des protéines et de maturation des chaînes polypeptidiques naissantes, en caractérisant les complexes protéiques présents au niveau du ribosome.

    Vers un concept unique permettant de mieux comprendre la dynamique des évémements co-traductionnels qui assurent le destin des protéines nouvellement synthétisées.
    Un certain nombre de facteurs RPBs (Ribosome-associated Protein Biogenesis factors) interagissent avec les nouvelles chaînes polypeptidiques au niveau du tunnel de sortie du ribosome pour prendre en charge le repliement 3D, effectuer des modifications cotraductionelles et/ou induire des translocations dans les différents compartiments cellulaires. Parmi les protéines RPB, on retrouve différents chaperons comme le Trigger Factor (TF) et les protéines PDF (Peptide DéFormylase) et MAP (Méthionine AminoPeptidase). L'action des RPB commence dès lors que les premiers acides aminés N-terminaux de la protéine surgissent à l’extrémité du tunnel de sortie du ribosome. Compte-tenu de la complexité des évènements à réaliser et de leur hiérarchisation indispensable, l’intervention de ces facteurs co-traductionnels nécessite l’existence de règles spatiotemporelles strictes pour assurer la régulation fine de la dynamique des évènements co-traductionnels au niveau des ribosomes. Une telle régulation est primordiale pour assurer la synthèse de protéines natives et actives.
    Depuis quelques années, l’étude de ces interactions parfois très transitoires fait l’objet de nombreuses recherches, et quelques modèles commencent à apparaître. Bien que fascinants, ces modèles posent pour le moment plus de questions qu’ils n’apportent de réponses solides. Dans ce contexte, ce projet vise à mieux comprendre la dynamique des évènements co-traductionnels survenant au voisinage des ribosomes. Il s’agit d’explorer les mécanismes de couplage entre les processus de synthèse des protéines et de maturation des chaînes polypeptidiques naissantes, en caractérisant les complexes protéiques présents au niveau du ribosome. Notre étude consistera en une analyse multidisciplinaire du processus utilisant des approches de biologie moléculaire/génétique, de biochimie/biophysique, et de biologie structurale.



  • SWITCHABLE CAGES Cages moléculaires dynamiques, catalyseurs commutables pour la valorisation de CO2

    Cages moléculaires dynamiques, catalyseurs commutables pour la valorisation de CO2
    Le domaine des machines moléculaires évolue vers la conversion des mouvements contrôlés en la réalisation de tâches spécifiques. Les cages moléculaires sont peu envisagées comme des systèmes 3D dynamiques capables de subir des mouvements d’ampleur, malgré leurs atouts en tant que récepteurs ou réacteurs. Des cages dotées de sites de régulation contrôlées chimiquement permettraient d’accomplir des tâches spécifiques, comme la libération contrôlée de molécules-invitées ou la catalyse commutable.

    Cages covalentes dynamiques aux propriétes d'encapsulation de molécules-invitées modulables et catalyseurs commutables pour la valorisation du CO2
    Le but de ce projet est de construire des machines moléculaires artificielles, basées sur des cages dynamiques possédant des sites de régulation périphériques permettant de déclencher, sous l’action d’un stimulus externe, une modulation réversible et de grande amplitude de la taille de cavité. Ce mouvement permettra de commuter les fonctions de nanorécepteur et de nanoréacteur associées à la molécule.

    La synthèse de telles architectures moléculaires sophistiquées n’est jamais triviale et reste un enjeu particulièrement stimulant. Les cages covalentes flexibles seront dotées de sites actifs et de sites de régulation orthogonaux : des métalloporphyrines pour la fixation de substrats à l’intérieur de la cavité, et des ligands à la périphérie pour moduler l’activité de la cage.

    Notre objectif est de démontrer la capacité de ces cages à modifier leur taille (se réduire ou s’agrandir) en réponse à différents stimuli chimiques interagissant au niveau des ligands périphériques. L’encapsulation contrôlée de molécules-invitées et la catalyse commutable sont des applications qui seront explorées.



  • AGRALID Evaluation nutritionnelle, environnementale et socioéconomique de plusieurs menus alimentaires ; vers une évolution durable des pratiques agricoles et des recommandations nutritionnelles.

    Comment concilier les pratiques agricoles durables et les recommandations nutritionnelles ?
    Quelles préconisations alimentaires en terme d’aliments et de mode de production de ces aliments pour garantir au consommateur des menus parfaitement équilibrés nutritionnellement, et au producteur des modes de production acceptables, tout en limitant leurs impacts environnementaux et leurs coûts de revient.

    Comment améliorer la santé du consommateur et de la planète sans modifier ses habitudes alimentaires
    Le déséquilibre des apports alimentaires chez l’homme est responsable de l’apparition et du développement de nombreuses maladies contemporaines : maladies cardio-vasculaires, obésité, diabète… Ce déséquilibre peut trouver différentes origines :excès d’énergie, nature de cette énergie, mauvais rapport énergie/protéine ou acides gras n-6 / acides gras n-3, et d’autres facteurs (sel, sucres rapides, stress…). L’un des objectifs d’AGRALID est d’identifier des filières de productions agricoles durables et en mesure de contribuer à l’atteinte des recommandations nutritionnelles de l’homme ; ceci en modifiant le moins possible les habitudes alimentaires et en proposant des menus accessibles au plus grand nombre. Pour ce faire, des expérimentations sur animaux testeront de nouvelles matières premières alimentaires dans le but d’optimiser les résultats notamment en terme de qualité nutritionnelle des produits, d’impact environnemental et de coût de production.
    Un outil d’aide à la décision permettra à partir des menus types préalablement constitués de proposer les menus les plus durables en fonction de différentes contraintes que peuvent être la disponibilité des aliments, leur accessibilité etc…




  • BioSyngOp Etudes operando en température et pression de la conversion du gaz de synthèse chargé de poisons typiques issus de la biomasse en méthane et hydrocarbures supérieurs.

    Pour la transformation de nos déchets en gaz et en essence
    Les effets de poisons tels que NH3, HCl, H2S et le toluène sur les catalyseurs utilisés pour la synthèse d’hydrocarbures à partir de mélanges CO/H2 obtenus lors de la gazéification de biomasses ou de déchets seront étudiés par spectroscopie dans des conditions réelles d’utilisation.

    Comprendre le rôle de bio-poisons lors de la synthèse de carburants
    Ce projet aborde les problèmes cruciaux liés à l'utilisation du bio-gaz de synthèse issue de la gazéification de la biomasse (mélange CO, CO2 et H2 contenant de nombreuses impuretés) et plus largement s'intègre dans la problématique du réchauffement planétaire et de la production locale de nouveaux vecteurs énergétiques et chimiques renouvelables pour le transport. Un obstacle majeur à la commercialisation de procédés dits «biomass-to-liquids« (BTL) réside dans ces impuretés du bio gaz de synthèse, toxiques pour les procédés catalytiques de transformation en hydrocarbures. Citons NH3, HCl, H2S et les goudrons.
    Deux procédés catalytiques importants concernent ces synthèses d'hydrocarbures: (i) la méthanisation ou synthèse du gaz naturel de substitution (GNS) et (ii) la synthèse d'hydrocarbures supérieurs ou synthèse Fischer-Tropsch (FT). Le rôle et l'impact de ces impuretés du bio gaz de synthèse dans et sur ces procédés catalytiques sont encore très mal connus. Ce projet a été abordé sous un angle très fondamental en utilisant des molécules représentatives : NH3, H2S, un composé chloré, et le toluène, cette dernière simulant les goudrons.



  • REFINE Effets de gaz réel sur l’injection fluide: étude numérique et expérimentale

    Effets de gaz réel sur l’injection fluide: étude numérique et expérimentale.
    Ce projet concerne la thématique de recherche liée à la propulsion dans les secteurs automobile et aérospatial. Le besoin d'une plus grande efficacité énergétique ainsi que des faibles niveaux d'émission conduisent à augmenter la pression, i.e. à atteindre des états supercritiques. L'objectif de REFINE est de construire un banc expérimental bien contrôlé capable d'étudier des injections de fluide sous-, trans- et super-critique et d'y associer des diagnostics expérimentaux et numériques.

    Etude des jets sous haute pression
    Le mélange est un des plus important phénomène en combustion car il détermine l'efficacité et la stabilité de la combustion en même temps que la caractéristique des transferts thermiques. De plus, la plupart de la compréhension des phénomènes de turbulence et de mélange est issue de résultats expérimentaux ou numériques d'études à basse pression. Un travail similaire doit donc être entrepris pour des écoulements sub-, trans- et super-critique, i.e. avec des effets de gaz réels. En effet ce champ de recherche manque de résultats expérimentaux utiles pour la validation des codes de calcul. Les simulations numériques ont fait de grands progrès récemment, mais elles manquent de cas-tests de référence. Seuls quelques banc expérimentaux sont capables d'utiliser des fluides supercritiques. Ils sont principalement situés aux USA (Pennsylvania State Univ., Univ. of Florida et AFRL), deux en Allemagne (M51 et P8 au DLR) et un en France à l'ONERA (Mascotte). A part celui de Floride, tous ces bancs sont focalisés sur la combustion ce qui est un phénomène déjà bien complexe en soi. De plus, aucune donnée expérimentale convaincante n'est disponible. L'objectif déclaré de REFINE est remplir ce besoin au moyen d'une expérience la plus simple possible et d'y associer des diagnostics avancées pour délivrer des données les plus justes possibles. Pour atteindre cet objectif, deux laboratoires français, le CORIA - UMR6614 et le GREMI - UMR7344 se sont associés avec l'aide de l'Institut Saint-Louis (ISL). Le projet REFINE devrait fournir une meilleure compréhension de l'atomisation, du mélange et de la dynamique d'un jet sous et supercritique à haute pression. Il est aussi attendu des retombées quant à la modélisation LES (Large-Eddy Simulation).



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