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Publication de l’Appel à projets générique 2018 - AAPG2018

 

 

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  • MorphoLeaf Du réseau de gènes à la forme des organes : une étude interdisciplinaire du développement foliaire.

    Du réseau de gènes à la forme des organes : une étude interdisciplinaire du développement foliaire.
    L’objectif de ce projet est d’appliquer une approche de type biologie des systèmes combinant des techniques de biologie, d’imagerie et de modélisation afin de comprendre comment des réseaux génétiques et de signalisation sont traduits en des profils de croissance puis des formes spécifiques à la marge des feuilles de plantes.

    La marge foliaire : un modèle pour mieux comprendre comme prennent naissance les formes biologiques
    La marge des feuilles peut être plus ou moins découpée, dépourvue d’incision, avec des incisions modérées (dentée), ou prononcées (lobée). La feuille elle-même pouvant être simple ou découpées en unités appelées folioles. Nous avons identifié un facteur génétique conservé, les gènes CUC, qui sont nécessaires pour tous les niveaux de découpe des feuilles. Ces gènes CUC font partie d’un réseau impliquant une régulation négative par un microARN, miR164, et probablement une réponse à une phytohormone, l’auxine. Toutefois, l’interaction entre les trois acteurs de ce réseau (CUC, miR164 et auxine) demeure mal comprise ; on ne connaît pas non plus les effets cellulaires de l’expression des gènes CUC, ni leur lien avec la croissance différentielle du bord de la feuille conduisant à la dentelure.

    Ce projet réunit les expertises complémentaires des trois partenaires dans les domaines de la biologie, de l’analyse d’image et de la modélisation afin d’apporter une vision nouvelle du développement des marges foliaires. En combinant des observations et manipulations biologiques, des analyses quantitatives et la modélisation, nous allons spécifiquement déterminer la dynamique des facteurs CUC/miR164/auxine et leurs interconnexions, établir la contribution des divisions et expansion cellulaire à la dentelure foliaire, et déterminer le rôle de l’auxine et des gènes CUC dans ces processus. Nous allons progressivement construire, tester et valider un modèle du développement foliaire intégrant un réseau régulateur, le comportement cellulaire et la morphogénèse.



  • ArfRabCrosstalk Coordination fonctionnelle des petites protéines G Arf et Rab par des cascades Rab-ArfGEF-Arf1 dans les voies de trafic impliquant le Golgi

    Interrupteurs moléculaires et senseurs de membranes régulant le trafic membranaire
    Les cellules eucaryotes sont caractérisées par leur compartimentation interne membranaire qui est régulée par 2 familles d'interrupteurs moléculaires, les protéines G Rab et Arf, qui contiennent des hélices amphipathiques agissant comme senseurs de membranes afin de lire l'information portée par les lipides des membranes cellulaires.

    Coordination du trafic de lipides et de protéines par Arf et Rab et les senseurs amphipatiques
    Un objectif majeur est d'élucider les mécanismes par lesquels les petites protéines G impliquées dans le trafic vésiculaires, les Arfs et les Rabs, sont coordinées. Notre projet, utilisant des approches systématiques, est très original par le fait qu'il va démontrer pour la première fois un nouveau mécanisme moléculaire liant ces 2 voies de signalisation et sa fonction dans la coordination du trafic de lipides et de protéines.
    Mon groupe a été un des premiers à montrer le rôle de Arf1, de son activateur GBF1 et de l'effecteur COPI dans le métabolisme des gouttelettes lipidiques (GL). Les GLs, composées d'un cœur de lipides neutres entouré par une monocouche de phospholipides, sont présentes dans la plupart des cellules mais plus particulièrement dans les adipocytes. Elles servent dans le stockage de l'énergie sous forme de triglycérides (cœur) et dans la mobilisation des lipides pour la production de membranes. L'obésité est le résultat d'un excès de stockage de lipides dans les GLs. Un de nos objectifs est de développer un test qui permette de suivre la liaison des protéines Arf et Rab et de leurs régulateurs sur la monocouche de phospholipides des GLs in vitro et de comparer avec les résultats obtenus avec des liposomes (bicouche). Les hélices amphipathiques (AHs) sont connues pour cibler les GLs et des prédictions de structures montrent que les domaines des activateurs de Arf qui se lient aux lipides in vitro se replieraient en AHs. Des études de protéomiques et d'imagerie de GBF1 seront menées afin d'identifier et de caractériser les partenaires protéiques impliqués dans la régulation de la localisation sur les GLs et sur le Golgi.



  • INNOX L’innovation dans l’expertise. La modélisation et la simulation comme modes d’action publique

    L'innovation dans l'expertise: modélisation et simulation numérique dans l'action publique
    Modéliser pour simuler, scénariser, prédire: ces pratiques et technologies feraient leur entrée dans l'action publique. Elles portent une double promesse : celle d’accroitre l’efficacité de ses interventions, sa fiabilité ou sa capacité à traiter des enjeux de grande échelle ; celle aussi, de pouvoir agir de manière dynamique, voire en anticipation des évènements.

    Vérifier les promesses de la modélisation et simulation numériques
    La modélisation et la simulation numériques, en tant qu'innovation, supposent d’une part l’introduction de nouvelles technologies, et donc de changements de compétences, de pratiques et de connaissances dans l’action des agences publiques et administrations concernées ; elles reposent sur des développements technologiques dans le monde de la recherche et de l’industrie ; elles font aussi de l’action publique un lieu d’innovation dans la mesure où elle fait l’objet d’un discours sur les bénéfices de l’innovation technologique et sur les nécessaires transitions technologiques à mener à bien.

    INNOX poursuit deux objectifs. Le premier est d’expliquer comment la modélisation numérique s’est imposée comme une forme innovante d’expertise pour l’action publique. Le deuxième objectif est d’évaluer la portée des changements qui accompagnent la pratique plus intensive de la modélisation et de la simulation informatiques. Ce deuxième objectif consiste à se mettre en capacité d’analyser les sources et l’ampleur des changements ou de l’innovation annoncée, et la plausibilité des promesses qui accompagnent ces changements techniques. Les changements en cours ou souhaités dans chacun des trois domaines sont des changements majeurs, et portent parfois une redéfinition complète de ceux-ci. Le projet vise plutôt à vérifier quels changements adviennent parallèlement ou en lien avec ces innovations techniques, du point de vue des pratiques et connaissances impliquées dans la décision et l’action ; des rapports entre acteurs intervenant dans l’action publique ; des paradigmes d’action publique, c’est-à-dire des manières publiques de concevoir et de parler des problèmes publics et des solutions apportées.



  • FAMAC Fondamentaux d’Allumage pour Moteurs à Allumage Commandé

    Fondamentaux d’Allumage pour Moteurs à Allumage Commandé pour le 95g CO2/km en Europe en 2020 et respectant les normes d'émissions les plus sévères
    Deux axes pour obtenir des gains en CO2 sont l'application de forts taux d'EGR afin d’augmenter le taux de compression et d’éloigner la limite de cliquetis et la combustion stratifiée. La stabilité d'initiation de la combustion est le facteur limitant pour ces modes de combustion.
    Les besoins d'allumage sont très dépendent du système de combustion considéré. La taille et la durée de l’étincelle et l’évolution temporelle de l’énergie transmise vers le gaz sont des paramètres prépondérants.

    Il est essentiel de comprendre la chaîne énergétique de l’électronique de puissance à travers l’arc jusqu’à l’initiation de la combustion.
    Pour développer un système d'allumage performant à un coût acceptable pour l’industrie automobile, il est important d’éviter toute rupture technologique en conservant les systèmes par arc. Il est essentiel de comprendre la chaîne énergétique de l’électronique de puissance à travers l’arc jusqu’à l’initiation de la combustion. Cette connaissance reste insuffisante aussi bien en milieu industriel qu’en recherche fondamentale.
    De nombreux modèles d’allumage se résument à un dépôt d’énergie, et même les plus sophistiqués ne rendent pas compte de tous les effets observés et couplés, voir même des principaux effets pour le motoriste. La difficulté réside dans la modélisation du plasma chaud et dans le couplage allumage – noyau. De l’état de l’art actuel et de nos expériences, il nous faut comprendre les mécanismes physiques et chimiques qui interviennent dans le dépôt de l’énergie nécessaire pour atteindre dans le volume d’allumage la température d’initiation de la réaction. De plus, une fois la réaction amorcée, il nous faut garantir la bonne propagation du front de flamme en tenant compte des pertes thermiques à la surface du noyau.

    Le verrou principal se résume par : «Quelles doivent être les caractéristiques de l’arc pour permettre une initiation optimale de la combustion de mélanges fortement dilués ?«

    FAMAC est donc un projet de recherche fondamentale qui vise à la compréhension de la physique de l’arc, du transfert de chaleur et de radicaux vers le gaz inflammable et de l'initiation de la combustion dans une approche intégrant différents niveaux de modélisation, de simulation et de validation expérimentale. Il permettra d’identifier les paramètres clés pour la conception des futurs systèmes d'allumage.



  • SynSpe Role de l’activité neuronale et des molécules d’adhésion synaptique neurexines et neuroligines dans la différentiation et la spécificité synaptique

    Mécanismes moléculaires de la formation de connexions neuronales spécifiques
    Nous étudions le rôle de l'activité neuronale et des molécules d'adhésion neurexine et neuroligine dans la formation de connexions spécifiques et fonctionnelles. L'un des enjeux importants est de comprendre l'étiologie de maladies telles que l'autisme ou la schizophrénie, caractérisées par des troubles sévères d'interactions sociables.

    Mécanismes de la spécification moléculaire et fonctionnelle des synapses
    Comprendre comment les nombreuses connexions neuronales (ou synapses) se forment et se différentient les unes des autres pour traiter des informations complexes dans le cerveau représente un enjeu majeur en neurobiologie. De manière très frappante, des anomalies même subtiles de l’organisation synaptique peuvent conduire à des maladies telles que l’autisme ou la schizophrénie, qui se caractérisent par des déficits importants d’interactions sociales. Ces troubles se développent à des stades tardifs du développement, lorsque les synapses se forment et se stabilisent ; elles n’affectent donc pas l’organisation générale du cerveau et leur diagnostique s’avère généralement difficile. Comprendre l’étiologie de telles maladies nécessite donc une investigation en profondeur des mécanismes du développement synaptique. Les études réalisées jusqu’à présent dans plusieurs laboratoires montrent que les molécules d'adhésions permettant la reconnaissance des partenaires synaptiques, tout comme l’activité, jouent un rôle à la fois subtil et critique dans la formation des circuits synaptiques spécifiques dans le système nerveux central. Bien qu’elles ne soient ni l’une ni l’autre complètement indispensables à la formation de connexions synaptiques, ces études suggèrent qu’elles régulent conjointement les processus de sélection synaptique, de différentiation et de stabilisation synaptique. Leurs rôles respectifs et la façon dont des deux paramètres importants interagissent et s’influencent mutuellement au cours des différentes étapes du développement restent à établir. C’est ce que nous nous proposons de faire dans ce projet de recherche en nous concentrant sur l'adhésion synaptique entre neurexines présynaptiques et neuroligines postsynaptiques, des protéines impliquées dans le développement synaptique et pour lesquelles des mutations liées à l'autisme ou la shcizophrénie ont été trouvées.



  • (6-4)PhotoMec Mécanisme et dynamique de la photoréparation de l'ADN par la photolyase (6-4)

    Comprendre le mécanisme réactionnel de la photolyase (6-4), une enzyme de réparation de l'ADN.
    L'absorption de lumière UV induit des lésions nocives dans l'ADN dont l'une d'entre elles est appelée photoproduit (6-4). Celui-ci peut être réparé par la photolyase (6-4) grâce à la lumière visible, mais le mécanisme de cette réparation est assez peu compris.

    Utiliser la lumière pour réparer ce que la lumière a endommagé.
    La réparation des lésions de l'ADN induites par les UV est cruciale pour la survie. Les deux lésions UV les plus fréquentes sont le dimère cyclobutane de pyrimidines (CPD) et le photoproduit pyrimidine(6-4)pyrimidone (6-4PP). Pour les réparer, la Nature a développé des enzymes spécifiques, utilisant la lumière : la photolyase CPD et la photolyase (6-4). Alors que la connaissance sur la réparation des lésions CPD a bien avancé, le mécanisme de réparation pour les défauts 6-4PP est toujours mal compris.
    Les photolyases CPD et (6-4) sont des protéines homologues de ~55 kDa que l'on trouve dans des organismes de tous les règnes de vie. Elles portent un cofacteur de type flavine, la flavine adénine dinucléotide (FAD). FAD doit être dans son état complètement réduit, FADH–, pour être active pour la photoréparation de l'ADN. Les états redox entièrement oxydé (FADox) et semi-réduit (FADH•) peuvent être convertis en FADH– par une photoréaction secondaire, qui n'implique pas l'ADN, ladite photoactivation. Dans la photolyase CPD, la photoactivation s'effectue au moyen d'un transfert d'électron ultrarapide vers la flavin via une chaîne de trois résidus tryptophane conservés.
    En ce qui concerne la réparation des lésions CPD par la photolyase CPD, il a été établi que, après excitation de FADH–, un électron est transféré en ~100 ps de la flavine au CPD. La rupture des deux liaisons intra-dimère s'effectue rapidement (300 ps) et l'électron en excès est restitué à la flavine, reconstituant ainsi deux pyrimidines intactes en ~1 ns. La réparation de la lésion 6-4PP est un défi chimique plus important parce qu'elle exige le transfert d'un groupe fonctionnel en plus de la rupture de la liaison intra-dimère. En outre, son étude expérimentale est techniquement plus difficile car le rendement quantique de réparation est faible. Le projet vise à élucider expérimentalement les mécanismes réactionnels de réparation d'ADN par la photolyase (6-4), en y incluant la réaction de photoactivation.



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