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

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  • Epi-RNase Fonction des protéines RNaseIII-like de plantes. Implication dans l’épigénome.

    Fonction des protéines RNaseIII-like de plantes. Implication dans l’épigénome.
    Les petits ARN produits par les protéines RNaseIII de type Dicer régulent l’expression génique au cours du développement et en réponse aux stress. La plupart des organismes possèdent également des protéines de type RNaseIII classique dont la fonction reste majoritairement inconnue. Le but de ce projet est d’étudier ces protéines chez la plante modèle Arabidopsis.

    Relation structure-fonction et rôle biologique des protéines RNaseIII-like de plantes
    Le génome de la plante modèle Arabidopsis possède 4 gènes (appelées DCL) qui codent des protéines RNaseIII de type Dicer qui produisent les petits ARN (miRNAs et siRNAs) qui régulent l’expression génique au cours du développement et en réponse aux stress. Arabidopsis possède également dans son génome 3 gènes (appelées RTL) qui codent potentiellement d’autres protéines de type RNaseIII qui s’apparentent plus aux RNaseIII de type bactériennes ou fongiques. RTL2 est exprimé ubiquitairement et permet la maturation d’ARN ribosomique, tandis que RTL1 et RTL3 ne sont quasiment pas exprimés (à l’exception d’une très faible expression de RTL1 dans les racines). Notre projet vise à exprimer ces protéines in vitro et in vivo et à les purifier afin de caractériser leur activité et d’identifier quels ARN constituent leurs substrats naturels. Les relations structure-fonction seront également étudiées grâce à des expériences de swap (échanges de domaines entre ces 3 protéines). La perte de fonction de ces protéines n’ayant apparemment aucune incidence sur le développement de la plante dans des conditions de croissance contrôles au laboratoire, notre projet vise à dresser l’inventaire des miRNAs et siRNAs chez des mutants défectifs pour chacune de ces protéines et à caractériser les modifications de l’épigénome induites chez ces mutants. Une étude similaire (inventaire des miRNAs et siRNAs et caractérisation de l’épigénome) sera également réalisée sur des plantes qui surexpriment chacune de ces protéines afin de mieux appréhender leur rôle biologique.



  • PROVIDE Compréhension des mécanismes inflammatoires protecteurs dans le diabète

    Understanding the PROtectiVe Inflammation in DiabEtes (PROVIDE Study)
    The overall objective of the proposed project is to reveal the physiologic role of inflammation dependent of IRF5 pathways in the adaptation to metabolic stress linked to T2D. Understanding the physiological and the pathological role of the immune system may allow designing personalized treatments promoting a beneficial immune status in patients with T2D.

    Connecting diabetes through innate immunity
    General Aim of the project:
    This project deals with our preliminary studies (Dalmas et al. Nature Medicine in press, Kiaf et al unpublished data and (Magalhaes et al., 2015)), which reveal that metabolic inflammation can exert a protective and pathological action towards insulin sensitivity and secretion. We observed that specific pathways controlled by IRF5 in macrophages orchestrate a “protective” immune response in adipose tissue and might have a similar protective action in other metabolic tissues such as liver and pancreatic islets preventing the onset of diabetes. I

    Specific aims of the project:
    - Aim 1: To determine the protective immune responses controlled by IRF5 pathways in liver, adipose tissue and pancreas in diet-induced diabetes mouse models (Mouse studies)
    - Aim 2: To identify the IRF5 molecular actions in the different subsets of tissue macrophages (adipose tissue, liver and pancreas)
    - Aim 3: To characterize the nature of the innate and adaptive response controlled by IRF5 in liver, adipose tissue and pancreas in diet-induced diabetes mouse models (Mouse studies)
    - Aim 4: To decipher molecular pathways and cellular cross talk between tissue macrophage IRF5+ cells and MAIT cells in insulin sensitive tissue (liver and adipose tissue) as well as in pancreas (insulin secretory organ) (Mouse study)
    - Aim 5: To reveal that a protective immune response is corroborated with improvement of glycemic parameters in humans and To integrate clinical and immune data to determine the link between this protective immunity and diabetes progression and complications (Human study)



  • AstroSleep Rôle des connexines astrocytaires dans la régulation du sommeil

    Rôle des protéine jonctionnelles dans la régulation du cycle veille-sommeil
    a/ déterminer l'impact des fonctions des Cxs et Inxs dans la régulation du cycle veille-sommeil chez la souris et la mouche,
    b/ déterminer la contribution des Cxs astrocytaires dans lactivité a onde lentes de neurones corticaux,
    c/ identifier les changements d'expression et de fonctions des Cxs astrocytaires suite à des privations de sommeil,
    d/ utiliser la drosophile comme modèle pour «screener« et identifier des gènes et des voies moléculaires impliqués dans la régulation du sommeil.

    Enjeux et objectif
    Ce projet vise à reconsidérer la vision “neurocentrique” qui prévaut dans l’étude des fonctions cérébrales.Cependant, les cellules gliales, qui constituent la population majoritaire du cerveau, entretiennent des interactions dynamiques avec les neurones. Ils sont étroitement associés aux éléments pré- et post-synaptiques sur lesquels ils exercent une action modulatrice par le biais de différents mécanismes comme: i) la capture d’ions et de neurotransmetteurs; ii) la libération de molécules actives, les “gliotransmetteurs”, et de substrats énergétiques dont l’implication dans le sommeil a été récemment démontrée et iii) le contrôle du volume extracellulaire. D‘autre part, les astrocytes se caractérisent par l’expression d’un très grand nombre de jonctions communicantes qui leur confère une organisation en réseaux cellulaires. Ces jonctions sont formées par l’agrégation de canaux intercellulaires, chacun étant composé par l’appariement de deux hexamères constitués par des protéines membranaires, les innexines (Inxs) chez les invertébrés et les connexines (Cxs) chez les vertébrés. Ces réseaux gliaux sont impliqués dans l’homéostasie d’ions et de neurotransmetteurs, la propagation des vagues calciques intercellulaires et la dispersion de substances neurotoxiques. Ils participent également à l’apport de substrats énergétiques aux neurones et contribuent ainsi au maintien de l’activité synaptique. Si des évidences existent en faveur d’une participation des Cxs gliales à des pathologies cérébrales, leur contribution à des fonctions fondamentales du cerveau est moins connue. L’objectif de ce projet est de déterminer le rôle de cette propriété caractéristique des cellules gliales dans les interactions neurone-glie impliquées dans la régulation du cycle veille-sommeil.



  • DEFIMAGE Un grand défi pour l'imagerie par spectrométrie de masse

    Un grand défi pour l’imagerie par spectrométrie de masse
    L’imagerie par spectrométrie de masse TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) sera grandement améliorée en utilisant des agrégats massifs d’argon, permettant de pulvériser des échantillons biologiques, qui sont ensuite analysés par un faisceau d’agrégats de bismuth. L’analyse en profondeur utilisant deux faisceaux permet d’acquérir des images moléculaires pour la recherche médicale, et pour l’analyse chimique d’objets du patrimoine culturel.

    Faire de l’imagerie par spectrométrie de masse d’ions secondaires une méthode de choix pour l’analyse moléculaire en volume à l’échelle micrométrique
    Une nouvelle source d’agrégats massifs d’argon, qui délivrera des faisceaux d’agrégats constitués de milliers d’atomes d’argon sera évaluée selon trois directions : analyse en profondeur de sections minces de tissus, amélioration de la sensibilité, et nettoyage de la surface des échantillons par une pulvérisation douce des pollutions de surface avec les agrégats d’argon. Une attention particulière sera accordée à la migration possible des lipides pendant la décongélation sous vide des échantillons, ainsi qu’aux possibles effets de matrice induits par certains composés très spécifiques comme le cholestérol.
    La première utilisation de cette nouvelle méthode consistera à analyser la composition en profondeur de coupes de tissus recouverts par la matrice pour l’imagerie MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionisation), afin d’améliorer la compréhension des phénomènes de désorption-ionisation impliqués en MALDI, en particulier en imagerie.
    Puis deux applications sont consacrées à des domaines très différents. Une première application en recherche médicale se concentrera sur l’acquisition d’images ioniques d’artères remodelées, sélectionnées à partir d’échantillons complexes de poumons humains explantés de patients souffrant d’hypertension artérielle pulmonaire, comparés à des témoins, ainsi que de rats modèles, afin d’aider à la compréhension de la physiopathologie de cette maladie incurable.
    Enfin, dans le domaine du patrimoine culturel et de l’archéologie, la seconde application étudiera les pigments provenant d’échantillons de tableaux datant de la Renaissance au XXème siècle. Les données acquises aideront à caractériser l’utilisation et le mode de préparation des pigments et liants différents, l’origine des minéraux, la nature des liants, la synthèse chimique des composés, ou le mélange de différentes molécules organiques.



  • MASH Etats de Majorana et d’Andreev dans des circuits hybrides combinant des matériaux magnétiques et supraconducteurs

    Etats de Majorana et d’Andreev dans des circuits hybrides combinant des matériaux magnétiques et supraconducteurs
    Le supercourant établi entre deux supraconducteurs reliés par un lien mésoscopique est principalement porté par des états quasi-particulaires localisé :, les « états d'Andreev » (ABS). Un des objectifs de ce projet est d'explorer de nouveaux phénomènes fondamentaux récemment prédit lorsque le degré de liberté de spin joue un rôle majeur dans les ABS. Ces phénomènes ouvrent un champ de recherche à mi-chemin entre les domaines de l'électronique de spin et des dispositifs supraconducteurs.

    Nouveaux phénomènes dans des dispositifs supraconducteurs hybrides
    L'objectif principal de ce projet est de comprendre la nature particulière des ABS dans une variété de nouveaux circuits hybrides. En combinant les matériaux appropriés, nous allons étudier un large éventail des phénomènes physiques sans précédent :

    1. La dynamique des ABS à la fois dans les métaux diffusives et les contacts atomiques. En particulier, identifier les mécanismes de relaxation et de décohérence des 'ABS dans les contacts atomiques, afin d’évaluer leur utilisation comme qubits .
    2 . Explorer le régime dans lequel l'effet Kondo est en compétition avec l'appariement supraconducteur dans un point quantique à base de nanotubes de carbone.
    3 . Comprendre comment les corrélations supraconductrices se propagent dans des matériaux ayant un couplage spin-orbite, et d'identifier les nouvelles propriétés desABS dans les jonctions Josephson fabriqués avec ces matériaux.
    4 . Rechercher des fermions de Majorana .
    5 . Explorer la nature des ABS dans la supraconductivité de type triplet induite par effet de proximité.



  • HYCOFOL_BV Production d'HYdrogène par COuplage de procédés de Fermentation à l'Obscurité et à la Lumière appliqué à la Biomasse Végétale

    Bioproduction d’hydrogène à partir d’un déchet agricole, la paille de blé
    La paille de blé est produite à raison de 18,5 millions de tonnes par an en France. Sa conversion en biohydrogène, un vecteur énergétique propre, permettrait de valoriser ce déchet (source d’énergie renouvelable) et représenterait une alternative au bioéthanol.

    Proposer un procédé biologique pour la production d’H2 à partir de la biomasse végétale
    L'objectif de ce projet est de proposer un bioprocédé de production d’hydrogène à partir de paille de blé, un déchet agricole. Après un traitement enzymatique de la paille, un effluent riche en sucres C5 (xylose) et C6 (glucose) est généré. Cet effluent est ensuite transformé en H2 suivant 2 étapes de fermentation. La première, effectuée à haute température (70-80°C), est réalisée par des bactéries hyperthermophiles de l’ordre des Thermotogales, fermentant les sucres C5 et C6 en acétate, CO2 et H2. La seconde étape est réalisée à la lumière par photofermentation de l’acétate en H2 et CO2, avec des bactéries photohétérotrophes du genre Rhodobacter. Le couplage de ces deux procédés de fermentation pourrait conduire à une conversion complète des sucres en H2, avec un rendement théorique de 12 mol H2 par mol de glucose. Chaque étape du procédé sera optimisée par rapport à l’efficacité de conversion des composés organiques en H2. De plus, la stabilité microbiologique sera contrôlée au cours de chaque étape de la fermentation. L’ensemble des données obtenues permettra, à terme, d’intégrer les deux étapes dans un procédé couplé qui servira à produire de l’hydrogène.



  • PiNRJ Aspects géotechniques des pieux de fondation énergétiques

    Comportement mécanique d’un pieu énergétique sous sollicitations thermo-mécaniques
    Comportement mécanique d’un pieu énergétique sous sollicitations thermo-mécaniques

    Possible effet du changement de température sur le comportement mécanique des pieux
    Les pieux énergétiques (ou pieux échangeurs de chaleur) sont des pieux de fondation de structures qui sont équipés d’un tube ou réseau de tubes de manière à pouvoir échanger de la chaleur avec le terrain. Ils assurent donc une double fonction : reporter en profondeur les charges d’une construction et servir d’échangeur de chaleur avec le terrain. L’échange de chaleur avec le terrain permet de réchauffer les bâtiments pendant l’hiver et les refroidir pendant l’été. La raison principale qui empêche le développement industriel de cette technologie est le manque de connaissances sur les éventuels effets de la présence du système d’échangeur de chaleur sur le comportement des pieux. Pour la conception des pieux énergétiques, les aspects géotechniques (structuraux) sont souvent pris en compte de façon indépendante des aspects thermomécaniques. Les recherches considérant les aspects
    géotechniques des pieux énergétiques sont rares. L’objectif du projet est d’apporter une connaissance approfondie sur le comportement géotechnique de pieux énergétiques soumis à des cycles thermiques. Les résultats obtenus seront donc utiles pour la conception des pieux de fondation énergétiques et pourront participer à la promotion de cette technologie dans le monde industriel.



  • SCOSIMLIGHT Effet d’une irradiation lumineuse sur des ions aimants à transition de spin incorporant des ligands redox

    Titre : Isotopie et jeu de lumière dans les aimants moléculaires
    Il apparaît de plus en plus clairement que les molécules serviront de composants fondamentaux pour l’électronique du futur. Ainsi, puisque les molécules isolées représentent la structure de plus petite taille envisagable, elle constitue le but ultime pour la miniaturisation des circuits éléctroniques. Les chimistes peuvent concevoir des molécules spécifiques à une propriété pour une application donnée. Nous pouvons citer l’exemple des molécules aimants ou les systèmes à transition de spin.

    Luminescence pour l’observation de l’effet mémoire moléculaire et sa compréhension
    Il apparaît de plus en plus clairement que les molécules serviront comme composants de base à l’électronique de demain. Etant donné qu’elles représentent la plus petite structure stable imaginable, elles constituent l’objectif final pour la miniaturisation des circuits électroniques. Les chimistes sont maintenant capables de concevoir sélectivement des molécules avec une propriété spécifique pour une application particulière. Nous pouvons citer les molécules-aimants où l’information magnétique est stockée sur un bit de l’ordre de 1 nm ou les molécules à transition de spin qui changent d’état de spin sous l’action d’un stimulus externe. L’objectif de ce projet est de conférer plusieurs propriétés à une seule molécule à savoir luminescence, comportement de molécule-aimant et transition de spin. Ces molécules ouvrent la voie au remplacement du silicium pour le stockage de haute densité des données informatiques. Les complexes seront soumis à une irradiation lumineuse pour moduler leurs propriétés. Pour obtenir de tels systèmes, notre stratégie repose sur i) les ions lanthanide qui sont de bons candidats pour produire des molécules-aimants et qui possèdent des propriétés de luminescence remarquables et ii) les ions Fe(II) pour les complexes présentant un comportement de transition de spin.



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