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

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  • Elegineer Développement d'outils de génomique fonctionnelle chez le nématode C. elegans.

    Vers de nouveaux outils pour manipuler le génome du système modèle C. elegans
    Le nématode Caenorhabditis elegans est un organisme utilisé comme modèle pour l'analyse d'un grand nombre de mécanismes fondamentaux grâce à la puissance des outils en particulier génétiques qui y sont disponibles. Ce projet vise à développer de nouveaux outils de génomique fonctionnelle pour manipuler le génome de C. elegans à grande échelle.

    Un besoin de nouveaux outils pour manipuler le génome du nématode C. elegans
    Le nématode C. elegans est un système puissant et apprécié pour analyser des mécanismes biologiques fondamentaux pertinents pour la recherche biomédicale. C. elegans a été déterminant pour identifier les gènes centraux de la machinerie de l'apoptose et pour caractériser le phénomène d'ARN interférence. 65 % des gènes impliqués dans des pathologies humaines sont conservés chez C. elegans, et les aspects essentiels de la biologie cellulaire, de la neurobiologie ou de la biologie du développement des mammifères sont récapitulés dans cet organisme.
    Pour tirer le meilleur parti des modèles animaux, l'inactivation des gènes par «knock-out« et leur modification ciblée par «knock-in« sont des outils essentiels. Malgré des tentatives conduites depuis le début des années 90, la seule méthode efficace de modification du génome de C. elegans par recombinaison homologue a été publiée par l'équipe de Jean-Louis Bessereau en 2007. Elle repose sur la création d'une cassure chromosomique au site à modifier par excision du transposon de drosophile Mos1. Une limitation de cette technique est la nécessité d'avoir une insertion Mos1 dans le site à modifier. Ce projet permettra d'accroitre l'efficacité des technologies reposant sur l'utilisation du transposon Mos1 et d'explorer de nouvelles directions de modification du génome afin d'accroitre la puissance des outils génétiques disponibles chez C. elegans.



  • MOLADCEL Bases moléculaires et évolutives des fonctions d’adhésion cellulaire des alpha/beta-hydrolases non-catalytiques

    Des molécules d’adhésion cellulaire qui ressemblent à des enzymes.
    Comprendre pourquoi certaines macromolécules qui ressemblent à des enzymes de la famille des alpha/beta-hydrolases sont des molécules d’adhésion cellulaire, et comment elles fonctionnent. Utiliser ces informations pour prédire la fonction (enzyme ou adhésion?) de nouveaux membres de la famille.

    Trouver et caractériser de nouvelles protéines d’adhésion cellulaire de type alpha/beta-hydrolase.
    Nos travaux antérieurs ont porté sur (i) la définition de la superfamille des protéines organisées selon une structure 3D de type alpha/beta-hydrolase, et les relations évolutives de ces protéines à l’intérieur de la base de données ESTHER, (ii) la caractérisation structurale et fonctionnelle de deux membres distincts de cette famille, l’enzyme acétylcholinestérase et la molécule d’adhésion cellulaire neuroligine. Notre nouvel objectif est de caractériser les autres molécules d’adhésion connues de cette famille, en définir les relations structure-fonction, et trouver et caractériser d’autres molécules apparentées. La fabrication de formes artificielles des molécules déjà connues et de celles que nous identifierons nous permettra de rechercher et identifier/caractériser leurs partenaires d’adhésion cellulaire via une combinaison de méthodes complémentaires. Cette démarche permettra de comprendre pourquoi certaines macromolécules qui ressemblent à des enzymes sont des molécules d’adhésion cellulaire, et comment elles fonctionnent. Elle conduira également à rassembler de nouvelles informations que la base de données ESTHER pourra exploiter pour tenter de prédire une fonction d’enzyme ou d’adhésion cellulaire à de nouvelles protéines de type alpha/beta-hydrolase de fonction encore non caractérisée.



  • INVERTO INnovation en chimie VERTe par la TOrréfaction

    INVERTO ou comment valoriser chimiquement les co-produits de la torréfaction de biomasse
    Les co-produits condensables issus de la torréfaction de la biomasse, actuellement vus comme des effluents gênants, peuvent apporter un bonus substantiel au procédé s’ils sont valorisés dans l’industrie chimique en vue d’obtenir des molécules à haute valeur ajoutée.

    Mettre en œuvre une stratégie de co-valorisation énergie /matière de la biomasse
    En vue de tirer au mieux partie du potentiel limité de biomasse lignocellulosique, il est indispensable aujourd’hui d’envisager des synergies de valorisation énergie / matière au sein des mêmes procédés, afin d’améliorer les performances économiques et environnementales de ceux-ci.
    L’optimisation de la torréfaction, opération de prétraitement thermique de la biomasse, s’intègre à cette démarche. En effet, le produit de la torréfaction est un biocombustible solide, utilisé notamment dans les filières Biomass-to-Liquid, et les co-produits associés, en particulier condensables, sont aujourd’hui vus comme des effluents pénalisants, à traiter et apportant au mieux un appoint d’énergie au procédé. Or ces condensables, qui représentent plusieurs milliers de tonnes par an pour une unité de torréfaction typique, sont formés de nombreux composés, dont beaucoup sont identiques à ceux que l’industrie chimique valorise habituellement. Chercher à bénéficier de cette synthèse de molécules réalisée naturellement apparaît comme une option prometteuse, susceptible d’apporter un « bonus » substantiel au procédé. Elle n’a pourtant jamais été, à notre connaissance, explorée. Dans ce contexte, l’objectif du projet INVERTO est d’étudier la faisabilité et l’intérêt de cette filière de valorisation chimique des co-produits condensables issus de la torréfaction de biomasses lignocellulosiques, en vue d’obtenir des molécules hautement valorisables.



  • DRUGORBITAL Prise de décision pathologique dans l'addiction à la cocaïne: rôle du cortex orbitofrontal et de ses projections sur le striatum dorsal

    Cortex préfrontal, prise de décision pathologique et addiction à la cocaïne
    Ce projet a pour but de préciser la nature des dysfonctions corticales sous-tendant la prise de décision pathologique dans l’addiction à la cocaïne.

    Découverte des dysfonctions corticales sous-tendant la prise de décision pathologique dans l’addiction à la cocaïne
    La cocaïne est actuellement la deuxième drogue illicite la plus utilisée en Europe et son usage est en augmentation. Ce qui frappe le plus dans l’addiction à la cocaïne est son apparente irrationalité. Les personnes continuent à consommer la cocaïne de façon excessive, même si elles sont conscientes des dangers encourus et malgré leur propre désir de réduire, voire d’arrêter, leur consommation. Ce comportement ressemble à bien des égards à celui de patients dont le cortex préfrontal a été endommagé accidentellement. Cette similitude comportementale pourrait suggérer que les troubles de la prise de décision liés aux addictions auraient pour base des anomalies structurelles et/ou fonctionnelles du cortex préfrontal. Cette hypothèse est confirmée par des études récentes de neuroimagerie fonctionnelle révélant des dysfonctions dans le cortex orbitofrontal chez les personnes dépendantes à la cocaïne. Chez l’homme, le cortex orbitofrontal joue un rôle prépondérant dans la prise de décision normale. Face à un choix, il attribue une valeur différente aux actions possibles et compare ces valeurs afin d’informer en aval les régions sous-corticales responsables de la sélection de l’action, au premier chef desquelles se trouve le striatum dorsal. Le but de notre projet est de comprendre comment des altérations dans ces mécanismes peuvent conduire à la prise de décision pathologique dans l’addiction à la cocaïne.



  • GENO-MIX Admixture fonctionnelle : étude génomique des adaptations métaboliques lors d'un mélange de population.

    GENOMIX
    Admixture fonctionnelle : étude génomique des adaptations métaboliques due a la rencontre de population

    enjeux et objectif
    il devient de plus en plus claire que les polymorphismes génétiques ayant été sélectionné dans le passé car permettant aux populations ancestrales de s'adapter face à de nouveaux environnements, sont devenus aujourd'hui des facteurs de prédisposition pour des maladies répandus dans les populations modernes (comme par exemple le diabètes). Cette compréhension a ouvert une nouvelle voie d'étude des pathologies appelé «médecine évolutive». Celle ci tente de comprendre les rôles adaptatifs passées des polymorphismes aujourd'hui pathologiques.
    Néanmoins, il semble de plus en plus clair que seules quelques maladies rares sont causées par des mutations uniques. En effet a plupart des maladies sont multifactorielles et la plupart des polymorphismes sont plus souvent des facteurs de $%&'()*+,(-.-*'()*,/(0%'()*&1($2)*3)*+4-51,16%)7*80*210&9'()02):*,4*'()&-%10*9;)$6)0-)*)&-*3)*21;+$)03$)*comment interagissent les polymorphismes les uns avec les autres et conduisent dans certains environnements à des phénotypes adaptatifs ou pathologiques. Une des principaux défi actuel est que les populations sont de plus en plus mélangées. En effet des polymorphismes neutre ou avantageux dans un contexte génétique particulier pourrait, en interagissant avec d'autres polymorphismes, devenir délétères dans un nouveau fond génétique, et peuvent ainsi conduire à une prédisposition de la maladie. L«importance des interactions entre les polymorphismes est une question de plus en plus centrale dans l'étiologie des maladies.



  • BacTox1 Rôle des systèmes toxine antitoxine de type I dans la persistence bactérienne

    Etude des systèmes toxine antitoxine chez une bactérie pathogène pour l’Homme : Helicobacter pylori (H. pylori)
    Les systèmes toxines antitoxines sont présents dans le génome de nombreuses bactéries et comprendre leurs rôles dans les mécanismes de persistence est un enjeu majeur pour comprendre les infections par ces bactéries.

    Rôle des systèmes toxine antitoxine dans la persistence bactérienne
    La bactérie H. pylori colonise de manière persistante l’estomac de la moitié de la population humaine mondiale. Cette infection est à l’origine de pathologies gastriques comme les ulcères gastro-duodénaux ou l’adénocarcinome qui cause chaque année la mort de 800 000 personnes dans le monde. Presque tous les génomes bactériens, y compris les ceux des agents pathogènes, contiennent un très grand nombre d’opérons toxine-antitoxine (TA). Ces toxines ciblent diverses fonctions cellulaires pour réguler la croissance et la mort des bactéries. Les hypothèses actuelles proposent un rôle dans la régulation de la croissance ou de la mort cellulaire programmée, en réponse à des conditions de stress (par exemple, la carence, des températures élevées, le stress oxydatif, ou l'exposition aux antibiotiques). Dans le projet BacTox1, nous proposons d'étudier le rôle d’un système TA récemment identifié chez H. pylori. L’objectif de notre projet est de montrer que la toxine joue un rôle dans la formation de cellules persistante chez cette bactérie. Ces cellules, qui sont présentes en très petit nombre dans une population normale, sont à l’état de dormance et sont ainsi récalcitrantes aux traitements antibiotiques.



  • Bio-ssNMR Développements de la RMN du solide pour les protéines et les complexes de protéines.

    De nouvelles approches spectroscopiques pour l’étude d’assemblages de protéines
    Des méthodes innovantes en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) pour la caractérisation à l'échelle de l'atome de la structure d'assemblages biologiques complexes.

    Obtenir des informations clés sur la structure d’assemblages de protéines complexes par spectroscopie RMN à l'état solide
    La machinerie cellulaire repose sur d’innombrables partenaires biologiques formés d’assemblages supramoléculaires complexes de protéines. Un portrait complet de la biochimie cellulaire nécessite cependant une compréhension fine des interactions entre les différents acteurs. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) parce qu’elle permet de déterminer le repliement et la dynamique des protéines à l’échelle de l’atome, mais également les interactions entre les biomolécules, est une approche clé pour une compréhension en profondeur des processus chimiques impliqués dans la biologie des systèmes cellulaires. En particulier, la RMN en phase solide est particulièrement bien adaptée pour l’étude d’assemblages macromoléculaires qui, en raison de leur taille et/ou de leur flexibilité, sont souvent difficiles à caractériser par d'autres techniques. Plusieurs verrous restent cependant à résoudre avant que cette technique puisse véritablement s’attaquer à la caractérisation structurale d’assemblages biologiques complexes et de nombreux développements méthodologiques sont attendus dans ce domaine en pleine évolution.



  • ReVEA Ressources vivantes pour l'enseignement et l'apprentissage

    Ressources vivantes pour l'enseignement et l'apprentissage
    Une tâche centrale des enseignants est de concevoir, rechercher, sélectionner, modifier, recomposer les ressources qu’ils présentent à leurs élèves et qui servent de support à leurs activités, mais aussi qu’ils partagent ou mutualisent avec leurs collègues. Ce travail des enseignants, caractéristique de la liberté pédagogique qu’ils exercent, est essentiel dans la qualité des enseignements. Son analyse constitue un enjeu majeur pour la compréhension du système éducatif et de ses évolutions.

    Combler un déficit de connaissances sur les utilisations (sélections, traitements, échanges) des ressources par les enseignants et leurs évolutions
    Le premier objectif est de pallier le manque d'informations sur les ressources utilisées par les enseignants en traitant de données pour le moment non publiques pour étudier la faisabilité d’un panel d’indicateurs sur les ressources en vue d’un observatoire national. Il s’agit de travailler sur des bases anonymisées des enquêtes du CFC , les statistiques des ventes des manuels scolaires recueillies par le SNE et les téléchargements effectués par les enseignants sur divers sites nationaux, académiques et d’associations d’enseignants, en complétant si possible à partir des statistiques internes des ENT de plusieurs académies. Il s’agit également d’établir des cartographies des offres et des échanges de ressources dans les disciplines retenues.
    Un second objectif est de documenter et d’expliquer les évolutions en cours, dues à différents facteurs (notamment la généralisation du recours au numérique, l'approche par compétences, l’intégration de savoirs nouveaux, des demandes croissantes de personnalisation et d’interactivité…) et plus généralement les changements économiques et le passage des biens aux services. Pour cela, les cartographies seront complétées par une étude des facteurs qui ont une incidence sur le choix et le traitement des ressources par les enseignants (ancienneté, genre, connaissance de la discipline, rapport aux technologies informatiques, adaptation aux handicaps, etc.). Des travaux longitudinaux permettront de mettre au jour des processus sous-jacents : d’une part dans un suivi fin du travail d’un panel d’enseignants (individuel ou dans l’établissement) en reprenant les méthodologies développées dans le cadre de l’approche documentaire visant notamment à éclairer les structures des systèmes de ressources des professeurs, d’autre part dans l’analyse des échanges et travaux menés entre enseignants dans divers collectifs institutionnels ou associatifs et des trajectoires de certaines ressources (cycle de vie, indexation, tagging et discussions).



  • CytokALZ Processus inflammatoires périphériques dans la maladie d’Alzheimer : étude physiopathologique et diagnostique.

    Maladie d'Alzheimer et inflammation: approches diagnostique et physiopathologique.
    Cette étude a pour but d’une part de valider les biomarqueurs d’intérêt chez l’homme, mais également de mettre en place des études physiopathologiques du rôle de ces molécules chez l’animal, précisant ainsi la place occupée par l’inflammation dans la neurodégénérescence pour permettre l’identification éventuelle de nouvelles cibles thérapeutiques de la maladie.

    Identification et validation de biomarqueurs pro-inflammatoires pour le diagnostic précoce de la maladie d’Alzheimer (MA)
    La MA est la cause majeure de démence dans les pays occidentaux et représente une préoccupation majeure de santé publique. L’altération de la mémoire est généralement le symptôme le plus précoce et le plus caractéristique de la maladie. Le diagnostic de la MA est plus aisé à un stade avancé, ce qui retarde alors la prise en charge médicale et humaine des patients. Le défi réside aujourd’hui dans l’identification de biomarqueurs dont le dosage pourrait faciliter le diagnostic et la prise en charge précoces des patients concernés.
    L’implication de l’inflammation dans la MA est bien décrite mais son rôle exact dans le développement de la maladie reste à préciser. Différentes études ont proposées un panel de biomarqueurs sériques comme outil pour le diagnostic précoce de la MA, mais les résultats sont souvent contradictoires et aucune signature sérique n’a encore pu être clairement identifiée. L’objectif de notre étude est 1) d’identifier et de valider des biomarqueurs sériques inflammatoires d’intérêt putatif chez l’homme et 2) de préciser la place occupée par l’inflammation dans la neurodégénérescence (à partir de l’étude d’un modèle murin de la MA), afin d’identifier d’éventuelles nouvelles cibles thérapeutiques de la MA.



  • SHARED Analyse et recalage des formes de personnes avec utilisation de données dynamiques

    Analyse et mise en correspondance de formes en utilisant les données de mouvement
    L’objectif du projet est de développer des méthodes pour l’analyse et la mise en correspondance de formes tridimensionnelles en mouvement. Ces méthodes exploitent la redondance importante qui existe dans les données de mouvement. Ces données sont celles de personnes dont les mouvements ont été capturés avec un scanner ou un appareil de capture de mouvements.

    Développement des nouvelles techniques pour analyser les formes en exploitant leur mouvement
    Grâce au développement récent des technologies d’imagerie, nous avons accès aux données de formes et de déformations de la peau ou des organes en utilisant soit un système optique de capture de mouvements ou soit un scanner pour l’imagerie médicale. Par rapport aux méthodes existantes qui sont essentiellement basées sur l’analyse des formes statiques, l’objectif du projet est d’exploiter les données de mouvements, c’est-à-dire, d’analyser les déformations et de les exploiter pour la mise en correspondance. Durant les 18 premiers mois du projet, nous avons travaillé pour les deux tâches suivantes :
    (1) Acquisition et analyse des données de mouvements d’une personne : nous avons enregistré les déformations de la peau à l’aide de marqueurs d’une façon à obtenir des données les plus précises possible. Nous avons ensuite développé une méthode d’analyse qui permet d’extraire les points caractéristiques. Les données en entrée sont un ensemble de maillages réguliers, relativement denses et composés de points couvrant la surface de la peau à analyser. Chaque maillage correspond à la forme de la peau à une certaine étape du mouvement. Notre méthode permet de calculer les contraintes de déformation : pour chaque point de la peau, nous obtenons la direction ou la contrainte est maximale ainsi que sa valeur.
    (2) Développement d’une méthode de recalage basée sur les données de mouvement et déformation. À partir d’un ensemble de champs vectoriels représentant les déformations de la peau, notre travail est de calculer automatiquement la correspondance entre ces champs vectoriels afin que les points en correspondance aient les mêmes valeurs de contrainte. Nous utilisons une méthode d’optimisation qui calcule les déplacements des points du champ vectoriel. L’objectif est de minimiser la différence des valeurs de contraintes des points en correspondance tout en gardant les distances géodésiques entre les points du même champ.



  • TERRA-MWH Expériences de convection avec chauffage interne généré par micro-ondes – applications à la dynamique terrestre

    Expériences de convection avec chauffage interne généré par micro-ondes – applications à la dynamique terrestre
    Expériences de convection avec chauffage interne généré par micro-ondes – applications à la dynamique terrestre

    Modéliser et comprendre les phénomènes convectifs contrôlant l’évolution thermique interne de la planète.
    Le premier objectif consiste à mettre au point un générateur de microondes, contrôlé par firmware à partir d’un système embarqué permettant sa mise en œuvre dans des expériences de convection. Pour mettre en œuvre cet objectif, nous devrons trouver un compromis satisfaisant entre la gestion des caractéristiques requises pour les fluides expérimentaux (densité et viscosité), la nécessité d’obtenir de zones ou des couches de forte absorption en microondes et les impératifs de transparence indispensables à la visualisation des mouvements et structures thermiques du fluide.
    La seconde série d’objectifs consiste en l’application des techniques précédentes aux expériences de convection dédiées aux systèmes mantelliques. Les caractéristiques la convection terrestre restent débattues car les observations disponibles ne sont pas discriminantes. Les données sismiques indiquent un mélange convectif efficace à l’échelle du manteau, alors que la géochimie témoigne de l’existence de réservoirs chimiques distincts dans le manteau. Les modèles requièrent ainsi la présence d’hétérogénéités qui persistent sur des milliards d’années, mais dont les caractéristiques physiques restent à définir. Nous identifierons les grandes familles de régimes convectifs attendus en fonction des propriétés des fluides mis en jeu, densité, viscosité, teneur en éléments radioactifs. Une originalité importante de ces études sera notamment de traiter le couplage entre mélange chimique et hétérogénéité spatio-temporelle du chauffage interne, couplage trop complexe pour être actuellement étudié par des modèles numériques. Les caractéristiques des systèmes convectifs mantelliques sont telles que leur prise en compte impliquera de raffiner l’adaptation du prototype de chauffage par microondes. Les objectifs techniques et scientifiques du projet sont ainsi intimement liés et reposent fortement sur la complémentarité des équipes, sur la qualité de l’échange et l’efficacité du transfert de compétences.



  • HOLIGRALE Verres et vitrocéramiques à base de TeO2 pour fibres optiques innovantes.

    Verres et vitrocéramiques à base de TeO2 / Fibres optiques innovantes
    L'objectif final du projet HOLIGRALE consiste en l'étude des verres et vitrocéramiques tellurites au travers de l'élaboration, la configuration de préformes et de fibres avec des propriétés optiques non linéaires élevées.

    fibres optiques innovantes à base de verres tellurites, pour des domaines d’applications touchant à l’optique non linéaire
    Les objectifs initiaux du projet peuvent être ici résumés :
    - objectif 1 : l’objectif principal est de développer des fibres optiques innovantes à base de verres tellurites, pour des domaines d’applications touchant à l’optique non linéaire (doublage de fréquence, génération de supercontinuum, etc…) et pour des longueurs d’onde appartenant à l’infrarouge. Ce projet vise ainsi la mise au point de procédés de fibrage innovants, conduisant à l’élaboration de fibres optiques tellurites hautement non linéaires. La fabrication de fibres multi-matériaux (et en particulier de fibres vitrocéramiques), ainsi que l’optimisation des paramètres opto-géométriques de nouvelles fibres vitreuses, sont donc au cœur de ce projet.
    - objectif 2 : en amont de l’objectif précédent, il s’agissait aussi de développer de nouvelles compositions vitreuses, ainsi que des vitrocéramiques transparentes, par des voies traditionnelles, non conventionnelles (telles que par frittage flash assisté par plasma (SPS)) ou encore composites (incorporation d’entités cristallines nanométriques permettant une génération de seconde harmonique efficace ou insertion de particules métalliques dans le but d’accentuer de manière significative la non linéarité de ces matériaux tellurites via des effets plasmoniques). Des efforts devaient donc être entrepris sur l’élaboration de vitrocéramiques transparentes se trouvant à l’état massif, ainsi que sur la réalisation de nouvelles préformes pour le fibrage optique.
    - objectif 3 : l’un des axes de ce projet concernait la mise au point de structures vitreuses amplificatrices à base d’oxyde de tellure afin d’obtenir un effet laser dans le domaine infrarouge, à la fois en régimes continu et impulsionnel.



  • LILI Des lieux aux liens, l'espace comme révélateur des fonctionnements familiaux

    Quand les liens familiaux font lieux et façonnent le territoire
    Envisager les configurations familiales au-delà de la corésidence devient possible partir des données de l’enquête Famille et logements.

    Décrire et appréhender le territoire fonctionnel des familles
    Le groupe familial se déploie sur un territoire aux contours extrêmement variés. Envisager l’espace de ces liens potentiels ou établis pose un nouveau défi : celui de dépasser la référence spatiale unique selon laquelle un ménage correspond à un logement. Avec l’augmentation du nombre de familles recomposées fonctionnant sur plusieurs ménages, de familles transnationales conservant ou achetant des logements dans le pays d’origine, de couples vivant conjointement à temps partiel du fait du travail ou de choix personnels, de personnes âgées revendiquant leur indépendance résidentielle, de jeunes étudiant plus longtemps et changeant plus souvent de lieux d’études, s’affirme la nécessité d’appréhender les lieux entre lesquels circulent les membres de la famille de façon à saisir comment l’espace participe à la construction du lien familial.
    L’analyse de cet espace doit être menée à plusieurs niveaux : celui qui relève de l’échelle individuelle du fait que certains individus circulent entre plusieurs logements et y résident de façon simultanée ; celui qui relève de l’échelle du groupe familial qui se déploie dans l’espace et qu’il convient de repérer ; et enfin celui qui correspond à l’aspect fonctionnel de ce territoire ainsi défini et dont on peut alors explorer les attributs et l’influence qu’il exerce sur les comportements individuels, migratoires et familiaux.



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