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

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  • RESPITASK Contribution des canaux K+ TASK à la chémosensibilté centrale de l'activité respiratoire

    Adaptation de la respiration à l'hypercapnie et à l'hypoxémie
    L'adaptation de la respiration aux changements des niveaux de CO2 et d’O2 dans le sang nécessite des senseurs chimiques dont la nature exacte est encore inconnue. Les canaux potassiques de la famille TASK qui sont sensibles au pH et à l'oxygène et qui sont localisés dans des neurones spécifiques sont de bons candidats qui seront testés au moyen de souris génétiquement modifiées.

    Chémosensibilité de la respiration
    L’activité respiratoire est élaborée par un réseau neuronal composé de plusieurs groupes de neurones respiratoires situés dans le tronc cérébral. Ce réseau distribue une commande respiratoire rythmique aux motoneurones qui mobilisent la musculature des voies aériennes supérieures et celle du soufflet thoracique. Ll’activité ventilatoire de base est en permanence ajustée pour répondre aux besoins métaboliques de l’organisme. Des neurones spécialisés détectent les variations de pression partielle en dioxygène (O2) ou en dioxyde de carbone (CO2). Ces neurones chémosensibles sont localisés dans le système nerveux périphérique et central et sont capables de modifier l’activité produite par le réseau respiratoire. La sensibilité à l’O2 est attribuée en grande partie aux corps carotidiens responsables de l’arc chémoréflexe périphérique. A l’inverse, la détection des variations de CO2 ou de la concentration en ions H+ est principalement assurée par plusieurs groupes de neurones chémosensibles du tronc cérébral.
    Des anomalies de la chémosensibilité centrale sont responsables de nombreuses pathologies respiratoires, comme la détresse respiratoire sous médicaments ou anesthésie, le syndrome des apnées obstructives du sommeil ou encore l’hypoventilation alvéolaire centrale congénitale. Pourtant, les mécanismes cellulaires et moléculaires de la chémosensibilité sont encore mal connus. Plusieurs «détecteurs« d’O2 et de CO2/pH ont été proposés dont plusieurs membres de la famille des canaux potassiques. Les canaux TASK1, TASK2 et TASK3 sont de bons candidats en raison de leurs propriétés biophysiques et de leur localisation. Les objectifs du projet sont de caractériser leurs rôles dans l’adaptation de la respiration au cours de changements des niveaux d’O2 et de CO2/pH. Des souris génétiquement modifiées sont utilisées pour analyser les effets respiratoires induits par la délétion des gènes codant pour ces canaux.



  • ALICIA Apprentissage Adaptatif pour le Crowdsourcing Intelligent et l’Accès à l'Information

    Apprentissage Adaptatif pour le Crowdsourcing Intelligent et l’Accès à l'Information
    Le but de notre projet est d'étudier des modèles et des algorithmes qui reposent sur des techniques d'apprentissage adaptatif pour améliorer l'efficacité, la performance, le passage à l'échelle des applications centrées utilisateurs.

    Dans ce projet, nous nous intéressons à deux familles d'applications centrées sur les utilisateurs : l'accès à l'information et le crowdsourcing intelligent.
    Nous assistons à l'émergence d'une pléthore de systèmes, en particulier sur le Web, auxquels les utilisateurs contribuent, dans lesquels ils accèdent à de l'information et l'évaluent, collaborent et interagissent dans des environnements complexes, soit explicitement soit implicitement. Des exemples proéminents de tels systèmes incluent les réseaux sociaux, les plates-formes de blog, de microblog ou de favoris sociaux, les systèmes d'annotations et de notation, les tâches d'évaluations en crowdsourcing ou la publicité en ligne. Quand les utilisateurs interagissent avec ces systèmes, ils laissent des empreintes qui peuvent être exploitées pour développer des applications utiles. Un aspect en commun à ces applications est le besoin de définir, récupérer, et maintenir des profils d'utilisateurs. Ces profils sont la clef du succès des applications et doivent constamment être affinés pour conserver des applications de qualité. Pour l'accès à l'information, par exemple la recherche et la recommandation, des profils de préférences aident à mieux personnaliser le contenu fourni aux utilisateurs comme résultat d'une requête ou comme recommandation. Quand on considère les utilisateurs comme des consommateurs d'information, les applications peuvent ainsi devoir satisfaire des critères variés quant aux préférences sur la pertinence des résultats de requêtes. Pour le crowdsourcing intelligent, comme l'acquisition de donnés et la complétion de micro-tâches, les profils d'utilisateurs aident à mieux affecter des tâches aux utilisateurs ; quand l'on recherche des utilisateurs experts, les niveaux d'expertise peuvent être très divers et difficiles à comprendre. Dans ces scénarios, les préférences et l'expertise des utilisateurs ne peuvent être connues à l'avance; on peut également rarement s'attendre à ce qu'elles soient déclarées explicitement par les utilisateurs de manière fiable ou à ce qu'elles restent stables sur le long terme.



  • MolCellCog Une nouvelle approche intégrée des mécanismes et de la dynamique de la mémoire épisodique : des genes aux neurones et aux propriétes de réseaux.

    A la recherche des mécanismes de la mémoire des épisodes de vie
    Les mécanismes de formes complexes de mémoire comme la mémoire épisodique sont mal connus. Le projet MolCellCog propose une approche pluridisciplinaire chez l’animal afin d’identifier les circuits cérébraux, les codes neuronaux et les mécanismes cellulaires et moléculaires de plasticité qui permettent la formation et le rappel de la mémoire épisodique.

    Comment le cerveau forme et conserve des souvenirs épisodiques
    Se souvenir des événements personnels de la vie, parfois dans les moindres détails, contribue à notre construction en tant qu’individu et conditionne notre relation aux autres. Cette capacité de notre cerveau à stocker des souvenirs et à les revivre en les restituant de façon relativement fidèle est connue chez l’homme sous le nom de « mémoire épisodique », la mémoire de ce qui s’est passé, où, quand ou à quelle occasion cela s’est passé. Alors que les recherches chez l’animal ont permis ces dernières années des avancées majeures dans la compréhension de mécanismes de plasticité du cerveau qui sous-tendent le stockage de formes simples de mémoire, les mécanismes de la mémoire épisodique restent peu connus du fait de la difficulté de tester cette forme complexe de mémoire chez l’animal sans langage. L’objectif principal du projet MolCellCog était de développer chez l’animal une tâche de mémoire épisodique proche de celle utilisée chez l’Homme et d’en identifier les mécanismes neuronaux. L’enjeu est une meilleure compréhension intégrée des circuits cérébraux, des codes neuronaux et des mécanismes de plasticité aux niveaux cellulaires et moléculaires qui permettent la formation et le rappel à long terme de la mémoire épisodique. La compréhension de ces mécanismes est une étape clé dans la recherche des altérations du fonctionnement cérébral qui conduisent aux défaillances de mémoire qui peuvent survenir avec l’âge ou lors de maladies neurodégénératives, neurologiques ou psychiatriques.



  • GAMMATOLERANS Exploration des mécanismes de radiotolérance de l’archée Thermococcus gammatolerans par des approches génomiques et protéomiques innovantes

    Exploration des mécanismes moléculaires de l’archée Thermococcus gammatolerans, l’être vivant le plus radiorésistant connu à ce jour sur Terre.
    Des approches innovantes alliant intimement génomique et protéomique sont déployées afin de caractériser les mécanismes de radiotolérance passifs et actifs de l’archée Thermococcus gammatolerans, notamment après des stress endommageant fortement son patrimoine génétique.

    Caractériser le rôle des protéines de réparation de l’ADN et de tolérance aux dommages
    Thermococcus gammatolerans a été isolée d’une source hydrothermale sous-marine. Cette archée est l’organisme le plus radiorésistant qui soit connu. Elle supporte une dose de 30 kGy de radiolyse pulsée sans aucune létalité. Caractériser les mécanismes impliqués dans sa radiotolérance extrême permet de documenter et comprendre la diversité des mécanismes de tolérance et réponses aux stress mis en place par le monde vivant. En complet contraste avec le monde bactérien où plusieurs modèles ont été étudiés sur plusieurs décennies (Escherichia coli, Deinococcus radiodurans), le monde archéen est resté pour l’heure relativement inexploré. Le projet a pour objectif de lever le voile sur les mécanismes « passifs/préventifs » (structuration du patrimoine génétique, réponse métabolique) et « actifs/curatifs » (mécanismes de détoxification, mécanismes de réparation de l’ADN).



  • EUROENET Plasticité phénotypique d’un grand herbivore le long de gradients environnementaux: EUropean ROe deer NETwork

    Plasticité phénotypique d’un grand herbivore le long de gradients environnementaux: EUropean ROe deer NETwork
    The central objective of the EUROENET network project is to promote data sharing and international scientific collaboration at the scale of the European continent on an emblematic pan-European large herbivore, an ecosystem engineer species, in order to better understand how species may adapt to a rapidly changing environment.

    To investigate the environmental drivers of observed plasticity in behaviour and life histories of roe deer along climatic and environmental gradients
    The stated central aim of EUROENET is to investigate the environmental drivers of observed plasticity in behaviour and life histories of roe deer along climatic and environmental gradients and, thus, infer individual-, population- and species-level responses to human-driven modification of landscapes and climate. While each participating group will continue to finance their individual research programmes, the current EUROENET funding proposal will enable the development of the shared data base and promote intensive collaboration through scientific meetings of the network participants, workshops, and short exchange visits. The proposal is thus organised into two distinct, but intimately connected, work packages, in addition to a third dedicated to coordination of the overall network (WP0 = project co-ordination). WP1 will focus on the development of the data base and the facilitation of its exploitation, while WP2 will aim to stimulate scientific collaboration at the continental scale, centered on the exploitation of this communal data base, by building multi-partner scientific projects during annual meetings, thematic workshops and short-term visits between countries (see details below).



  • AGIR Assimilation et intégration des observations Géodésiques dans la modélisation de la Rupture sismique en zone de subduction.

    Apport des observations Géodésiques intégrées dans la modélisation de la rupture sismique en zone de subduction
    Le séisme survenu au Japon en 2011 (Tohoku M9) a provoqué un retentissement majeur chez les sismologues, montrant qu’ils n’avaient pas anticipé correctement ce scénario extrême. L’échec d’aujourd’hui est dû à la rareté de ces séismes. Aujourd’hui, l’accumulation de mesures inter-sismiques (avant rupture) ouvre de nouvelles perspectives. Nous proposons de tirer parti de ces mesures interprétables en termes de mécanisme de chargement de la zone d’interface entre les plaques tectoniques.

    Est-ce que la carte de couplage inter-sismique déduite des mesures géodésiques inter-sismiques permet d’estimer correctement la future zone de rupture et ses caractérisiques ?
    Un séisme se produit à la fin d’un processus répétitif appelé « cycle sismique ». Pendant une longue durée appelée période inter-sismique, la contrainte augmente sur la limite de plaque avant de finalement conduire à sa rupture, produisant alors un méga-séisme de subduction. Aujourd’hui, grâce aux stations GPS permanentes installées sur les marges de subduction, on mesure la déformation de surface terrestre associée au lent chargement de l’interface bloquée en profondeur préliminaire à la rupture. Cette observation peut potentiellement être utilisée pour estimer à l’avance la distribution d’un paramètre physique déterminant : la chute de contrainte du futur séisme. À partir de cette estimation, on pourrait parvenir à calculer des scénarios de rupture, et aider à réduire les risques de tsunami et de mouvements forts associés.
    Le premier objectif du projet est d’appliquer cette méthode à un endroit où une séisme a eu lieu (le séisme du Chili de 2010, Mw8.8), pour permettre la comparaison entre la prédiction aveugle de la méthode et les caractéristiques connues du tremblement de terre. Des recherches approfondies seront menées pour comprendre et quantifier les limites de l’approche, en travaillant spécifiquement sur la façon de modéliser le couplage inter-sismique, sur la définition des barrières et sur la façon dont on peut les caractériser.
    Le second objectif est d’exporter la méthode à d’autres endroits du monde où elle peut être utilisée pour anticiper de futurs séismes : il s’agit des « vides sismiques » identifiés au Chili et au Japon.
    Enfin, un dernier objectif est de contribuer à un grand défi sismologique actuel : L’inversion dynamique. Dans le cadre de ce projet, nous proposons de modifier l’algorithme d’inversion pour introduire la distribution de chute de contrainte comme a priori, réduisant le nombre de paramètres inversés et augmentant la robustesse des résultats.



  • Lycomet Métathèse tandem d’oléfines hétérosubstituées – synthèse totale de Lycorines

    Développement d’une méthode d’accès flexible à de nouveaux anti-cancéreux de type lycorine
    Les composés de la famille des lycorines, extraits des Amaryllidacées, ont récemment révélés leur potentiel anti-cancéreux. Le présent projet propose le développement de nouvelles réactions en vue d’accéder facilement à ces composés mais également à des analogues.

    Accès aux composés dérivés de la lycorine et à de nombreux analogues en vue de tests biologiques
    Les alcaloïdes appartenant à la famille des lycorines possèdent une structure tétracyclique commune dérivée du galanthane. Ces composés naturels diffèrent dans la stéréochimie de leur jonction de cycle ainsi que dans leur fonctionnalisation. Une étude récente a révèlé que la lycorine ainsi que ces dérivés (simples modifications structurales de la lycorine extraite) présente des activités anti-cancéreuses intéressantes et prometteuses. Malheureusement les dérivés accessibles directement depuis la lycorine sont relativement restreints c’est pourquoi, par ce projet, nous souhaitons pallier cet inconvénient en développant une méthodologie de synthèse générale ouvrant la voie à la famille entière des lycorines, et offrant la possibilité d’y introduire une grande diversité structurale. Outre cet intérêt biologique, le choix de cette famille d’alcaloïdes se justifie également par leur défi synthétique. En effet, très peu de synthèses totales ont été réalisées et cette cible devrait nous permettre de découvrir et d’exploiter de nouvelles réactivités profitables pour l’ensemble de la communauté scientifique de chimistes.



  • CCOD Organisation et dynamique des centrioles et cils

    Caractérisation structurale des centrioles, cils et flagelles, organites impliqués dans la division et la motilité cellulaire
    Les cils et les centrioles étant impliqués dans des nombreux processus et fonctions cellulaires importants (de la division de la cellule à sa motilité) leur dérégulation est associée à différentes maladies (cancer, ciliopathies…). Connaître les bases structurelles de leur organisation et dynamique est essentiel pour la compréhension de ces maladies.

    Compréhension de la structure et de la dynamique des centrioles, cils et flagelles
    Les centrioles (dans le centrosome) et les corps basaux (dans les cils et les flagelles) sont des systèmes similaires qui jouent des rôles essentiels dans la division de la cellule et sa motilité. La dérégulation de la duplication des centrioles est liée à la formation de tumeurs. De même, des altérations structurales et fonctionnelles des cils et flagelles sont à l’origine des ciliopathies. Certaines ont comme origine une perturbation du transport intraflagellaire, responsable entre autres de l'assemblage des cils et des flagelles. Il est donc important de comprendre la dynamique et l’organisation des centrioles, cils et flagelles. Nous abordons cette problématique en étudiant des centrioles isolés et des flagelles de systèmes modèles : Drosophila melanogaster et Trypanosoma brucei respectivement. Notre étude contribuera à la compréhension des mécanismes fondamentaux qui régissent la dynamique du centrosome et l'assemblage des cils d'un point de vue structurel.



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