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

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  • 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.



  • CCDIM Développement d’un boitier de biopuces microfluidiques parallélisées (Cultures Cellulaires Dynamiques Intégrées en Microsystèmes : CCDIM) pour des applications industrielles de criblages.

    CCDIM
    Développement d'une plateforme de biopuces microfluidiques

    Enjeux et objectifs
    Le laboratoire de biomécanique et bio ingénierie a développé des biopuces microfluidiques qui permettent la culture cellulaire dans un micro environnement dynamique et micro structuré. Les études du laboratoire ont permis de prouver une activité fonctionnelle des tissus hépatiques dans nos biopuces. Par la suite ces biopuces ont été parallélisées afin d’augmenter la capacité d’analyse. Cependant le format actuel reste un prototype de laboratoire difficilement transférable à des industriels. Dans le cadre de ce projet, nous souhaiterions optimiser et développer un nouveau design de boitier afin de permettre à terme une automatisation des cultures et des analyses issus de l’utilisation du boitier. Pour cela nous souhaitons travailler sur de nouveau matériaux afin de résoudre des problèmes techniques comme la réduction des phénomènes d’adsorption des molécules. D’autres part nous souhaitons optimiser le protocole de fabrication afin réduire les couts et d’obtenir un boitier monolithique facile d’utilisation. De plus, nous souhaiterions mettre en place un réseau d’industriels partenaires qui pourraient d’une part intervenir dans les développements du boitier et d’autre part tester sur sites le boitier mis en place. Dans ce projet, la valorisation du boitier serait accompagnée par la structure de valorisation de l’université de technologie de Compiègne (UTC).



  • molmechmeiosis Mécanismes moléculaires contrôlant l’entrée en méiose chez les mammifères

    Mécanismes moléculaires contrôlant l’entrée en méiose chez les mammifères
    Décrypter les voie de signalisations contrôlant positivement ou négativement l’entrée en méiose chez les mammifères

    Voies de signalisation étudiées
    La méiose est le processus par lequel seront générés les futurs gamètes et de ce fait se trouve au cœur de la reproduction sexuée. Chez la femelle (XX), la méiose débute au cours de la vie fœtale dans toutes les cellules germinales (CG) aboutissant alors à la création d’un stock limité d’ovocytes. Au contraire, les CG mâles (XY) ne rentrent pas en méiose pendant la vie fœtale mais initient une phase de quiescence pour reprendre leur activité mitotique peu après la naissance, et constituer le stock de spermatogonies souches qui se renouvellera tout au long de la vie du mâle adulte, certaines spermatogonies entrant alors régulièrement en méiose à partir de la puberté.
    Le projet Molmechmeiosis a pour ambition d’identifier de nouvelles cascades de signalisation en déchiffrant les interactions génétiques et moléculaires entre plusieurs voies de signalisation qui apparaissent toutes nécessaires à la détermination du sexe des cellules somatiques et/ou des CG dans la gonade.
    Nous analysons ainsi les voies de signalisation de la prostaglandine D2 (PGD2), du fibroblast growth-factor 9 (FGF9), des gènes à homéoboite MSX, de NODAL, de la R-spondin (RSPO1), de la beta-caténine (CTNNB1) et de l’acide rétinoïque (AR).



  • Chembio-Energy Transformation chimique de sucres couplée à la réduction enzymatique de l’oxygène moléculaire pour la production d’énergie.

    Production d’électricité par transformation chimique de sucres couplée à la réduction enzymatique de l’oxygène.
    Développement d’un prototype écologique de biopile hybride, capable de convertir de l’énergie chimique en énergie électrique par transformation abiotique de carbohydrates comme carburants renouvelables et biodégradables, combinée à la réduction enzymatique de l’oxygène en H2O

    Développement d’une biopile hybride pour produire de l’électricité
    Une biopile est une pile à combustible dont au moins l’un des deux catalyseurs est d’origine biologique (enzyme, bactérie,…). Les catalyseurs sont utilisés pour accélérer et favoriser les réactions aux électrodes afin de transformer directement de l’énergie chimique en énergie électrique. Ce dispositif est approvisionné en continu par une solution contenant un carburant (ou combustible) et un comburant. A l’anode, le combustible est oxydé et les électrons produits circulent jusqu’à la cathode pour réduire l’oxygène qui est le comburant et donner un courant électrique. Ces systèmes sont actifs à basse température (20-35 °C), en milieu physiologique et fonctionnent à partir de combustibles biodégradables comme les sucres. Les applications potentielles des biopiles concernent le développement de générateurs miniatures dont la puissance et la taille sont compatibles en tant que source d’énergie nomade dans des appareils électriques (téléphonie mobile, MP4,…), voire implantable dans l’organisme (utilisation de combustibles présents dans le corps humain comme le glucose ou les acides organiques).
    Dans une biopile hybride, un des catalyseurs est enzymatique et l’autre catalyseur est un métal sous forme nanoparticulaire. Dans le cas d’une biopile fonctionnant à partir de glucose et d’oxygène (O2), le glucose est oxydé sur des catalyseurs métalliques à base d’or et de platine à l’anode, et la réduction de O2 en eau est catalysée par l’enzyme bilirubine oxydase. Actuellement, le développement de biopiles hybrides, à base de nanoparticules métalliques est une nouvelle piste exploratoire, limitée à très peu de systèmes. La présence des catalyseurs métalliques améliore la stabilité du système au cours du temps et les enzymes améliorent la sélectivité des réactions mises en jeu. Nous proposons de développer un prototype de biopile hybride stable et capable de délivrer des densités de puissance comprises entre 500 and 1000 µW cm-2.



  • SYNAPTOR Transistor-synapse et circuits pour les architectures neuro-inspirées

    Synaptor
    Réaliser et étudier des circuits à base de synaptors optiquement modifiables pour une utilisation dans des architectures informatiques neuro-inspirées en vue de résoudre des problèmes simples (labyrinthe par exemple).

    Exploration du comportement des réseaux de synaptors pour une utilisation dans les architectures informatiques neuro-inspirées
    L'objectif principal de ce projet est d'étudier le comportement et le fonctionnement de circuits de synaptors pour une utilisation dans des architectures neuro-inspirées. Pour atteindre cet objectif global, le projet portera sur trois objectifs plus ciblés:
    Objectif 1: NanoParticules fonctionnalisées avec de nouveaux commutateurs moléculaires
    Ici, l'objectif est la synthèse et la caractérisation électrique de nouvelles molécules photo-isomérisables. D'un point de vue chimique, le choix et la conception de nouvelles molécules seront les suivantes: (i) le décalage vers le rouge de la longueur d'onde pour l'isomérisation, (ii) un temps de commutation court et (iii) un grand rapport ON / OFF de la conductance entre les deux isomères.
    Objectif 2: Un nouveaux synaptor l'OG-NOMFET
    Nous étudions ici un nouveau type de synaptor: l'OG-NOMFET qui permettra de surmonter certaines limitations du NOMFET et d'ajouter de nouvelles fonctionnalités. Ici, nous encapsulons dans le NOMFET précédent, les NPs avec une SAM optiquement active développée dans l'objectif 1. Ce nouveau dispositif sera caractérisé électriquement en contrôlant la conformation de la molécule autour des NPs par la lumière.
    Objectif 3: Réseau de Synaptors
    En utilisant les NPs fonctionnalisées dans l'OG-NOMFET, nous poursuivons l'objectif d'avoir deux neuro-mécanismes dans le même dispositif. En termes d'architectures de circuits, cela signifie qu'il sera possible d'envisager une architecture avec des «blocs» de synaptors dans les mêmes circuits.



  • BIOMAN BIsmuth pOur Matériaux semiconducteurs à base d’ANtimoniures

    BIOMAN - BIsmuth pOur Matériaux semiconducteurs à base d’Antimoniures
    Ce projet concerne l’étude de l’utilisation de l’atome de Bismuth pour la réalisation de composants à base de matériaux antimoniures par épitaxie par jets moléculaires (EJM).

    Enjeux et objectifs
    Les semiconducteurs III-V antimoniures sont le système de matériaux comprenant GaSb, AlSb, InAs et leurs alliages, tels que GaInAsSb et AlGaAsSb par exemple. Ces matériaux ont des propriétés uniques en termes d’énergie de bande interdite, de décalage de bande ou de masse effective des porteurs, les rendant particulièrement adaptés pour la réalisation de composants électroniques rapides et de basse consommation, ainsi que de lasers et photodetecteurs dans l’infrarouge. Le Bismuth est un atome de la colonne V pouvant de fait être incorporé dans un cristal de semiconducteur III-V. C’est aussi un atome particulier, du fait de sa taille notamment qui permet son utilisation comme surfactant, c’est-à-dire que bien que non incorporé, sa présence modifie de manière positive l’incorporation et l’arrangement des autres atomes dans le cristal. Bien que relativement bien étudié dans le cas des arseniures (GaAs, AlAs, etc…), l’utilisation du Bismuth avec les antimoniures est beaucoup moins développée. On dénombre seulement une dizaine d’articles dans la littérature traitant du sujet, et de nombreux développements sont encore nécessaires avant que soit pleinement exploités les possibilités offertes par son utilisation. Celles-ci sont néanmoins très importantes, et concernent aussi bien le design des composants, que la modification des propriétés de transport ou bien la possibilité de dépasser les limites actuelles en termes de dopage de type n des matériaux antimoniures.



  • 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.



  • INDURA Inégalités durables, protection sociale et redistribution

    La dynamique des inégalités sociales inscrite dans des structures et des durées longues
    Trois dimensions caractérisent cette dynamique structurale :
    - les transformations longues du rapport au capital économique
    - les transformations du rapport salarial et le poids de la finance sur le marché du travail
    - l’émergence d’une logique de formation internationale des inégalités qui affaiblit les systèmes de protection sociale.

    Penser des inégalités durables et inscrites dans les structures sociales plutôt que des inégalités conjoncturelles ou liées à des inégalités individuelles.
    - Premier objectif, trouver les instruments permettant d’analyser la question de la durée et de la mesure, de la description, de la caractérisation, et de l’articulation de formes de durables d’inégalités tant dans l’ordre économique que dans d’autres sphères d’activité sociale et, en particulier, dans la formation et l’éducation, dans la santé et l’espérance de vie, dans la capacité à prendre part à la vie publique et à constituer des groupes et des intérêts politiques. Parler « d’inégalités durables », pour reprendre l’expression de Charles Tilly, c’est à la fois en proposer la morphologie et mettre en évidence les conditions qui en garantissent la persistance.
    - Deuxième objectif, reconnaitre et à caractériser l’existence de systèmes sociaux différents et durables dans une conception de type « variétés des capitalismes ». D’une certaine façon, les inégalités économiques qui servent le plus souvent à caractériser l’inégalité au sein d’un pays ou d’un groupe social, comme les inégalités de revenu, sont un symptôme, une manifestation particulière et « visible » d’inégalités de positions sociales et d’accès à des positions sociales multidimensionnelles qui sont définies de manière spécifique à la fois chacune et dans leur articulation. L’analyse comparatiste vise alors à reconnaître ces différences structurales entre des sociétés d’époque ou de localisation différentes, à chercher des structures communes, à montrer les différentes formes d’interférences qui peuvent exister entre elles dans la durée; interférences qui peuvent prendre la forme d’échanges économiques, de mouvements de population, d’emprunts organisationnels ou institutionnels choisis ou forcés (comme dans le cas de la colonisation), qui peuvent encore tenir à l’existence d’institutions « méta-locales », à l’existence d’un Etat national vis-à-vis de logiques régionales ou d’institutions transnationales vis-à-vis des Etats nations.



  • Food-Redox Maîtrise des flores pathogènes et d’altération des produits alimentaires grâce à une utilisation raisonnée du potentiel d’oxydoréduction

    Assurer une alimentation saine et durable par des procédés alimentaires innovants
    La filière alimentaire est attentive aux développements de nouvelles technologies et procédés modérés permettant de concilier la qualité nutritionnelle, la qualité sensorielle, et la conservation des aliments. Il s’agit également d’évoluer vers des démarches toujours plus respectueuses de l’environnement, du site de production jusqu’au distributeur.

    Amélioration des procédés de conservation des aliments
    Conserver les produits alimentaires tout en préservant leurs propriétés, leur sécurité microbiologique, et avec une technologie à impact environnemental réduit est un challenge permanent dans l’agroalimentaire. L’objectif est d’utiliser un nouveau paramètre, le potentiel rédox (Eh) que l’on pourra moduler dans les procédés en vue d’augmenter la durée de vie des produits, et d’abaisser l’impact environnemental liés à leur fabrication et leur transport. Food-Redox se situe clairement dans la perspective d’application de technologie à moindre consommation énergétique (traitement thermique plus doux par le contrôle du Eh). Food-Redox va conforter la qualité et la sécurité microbiologique des aliments et par conséquent
    contribuer à réduire les coûts économiques pour les opérateurs et les distributeurs, liés aux retraits de produits mal préservés au cours de leur commercialisation. Ce projet offre différentes opportunités au bénéfice de la filière agro-alimentaire, à savoir de renforcer leur compétitivité dans le contexte de développement de méthodes et de techniques pour la conservation du produit alimentaire.



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