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

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  • Mouse_Kosto Redondance et complémentarité de l’ostéopontine et de la sialoprotéine osseuse dans la biologie du squelette – génération et analyse expérimentale de la double extinction génique chez la souris.

    Génération et analyse expérimentale de la double extinction génique de l'ostéopontine (OPN) et de la sialoprotéine osseuse (BSP) chez la souris.
    Le programme expérimental est destiné à comparer chez des simple et double KO de la BSP et de l'OPN, (1) le phénotype de base du squelette, (2) sa réponse à un défi expérimental de réparation (ablation médullaire) et (3) à deux défis de stimulation mécanique (vibrations, hypergravité).

    Redondance et complémentarité de l’OPN et de la BSP dans la biologie du squelette
    Les protéines de la famille des SIBLING (« Small Integrin Binding ligand N-linked Glycoproteins ») sont des composants la matrice extracellulaire osseuse qui jouent un rôle majeur dans la biologie du squelette et en particulier sa compétence biomécanique. Parmi elles, la BSP et l’OPN sont fortement exprimées par les cellules osseuses. Les extinctions géniques de la BSP (BSP-/-) ou de l’OPN induisent des phénotypes osseux différents, suggérant des fonctions distinctes. Toutefois, nos travaux antérieurs ont mis en évidence des compensation/substitutions fonctionnelles au moins partielles entre ces deux protéines (Bouleftour et al., 2015), qui compliquent la compréhension de leurs rôles respectifs dans la physiologie osseuse. La génération de souris double-KO pour ces protéines fournit un outil précieux pour anayser ces questions.



  • MISTIC Micro générateurs Stirling pour la récupération d’énergie thermique basse température

    Micro générateurs Stirling pour la récupération d’énergie thermique basse température
    L’objectif du projet est le développement d’une nouvelle technologie pour la valorisation de l’énergie thermique perdue, à basse température, dans les procédés industriels. L’axe choisi consiste en la mise en œuvre de clusters de micromachines de Stirling. La technologie de base est un moteur de Stirling multi-phase intégrant un convertisseur piézoélectrique. Sa fabrication exploite les procédés d’usinage MEMS et d’assemblage collectif afin de réduire le coût par Watt électrique produit.

    Modélisation globale et identification des orientations technologiques pour la réalisation
    Les travaux menés durant les 6 premiers mois ont été consacrés à la modélisation et à l’identification des stratégies de réalisation prioritaires.
    L’enjeu de la modélisation consiste à élaborer un outil de modélisation représentatif pour la conception d’une micromachine. Compte tenu des couplages forts entre les différentes physiques mises en jeu (thermodynamique, thermique, dynamique) une approche système est adoptée.
    En ce qui concerne la fabrication, a ce stade du projet, il s’agit d’identifier puis de valider les étapes de réalisation critiques. Ainsi, les stratégies d’obtention des membranes hybrides (film mince, ressort planaire, fluide sur support isolant) a-t-il été au cœur des travaux : choix des matériaux et procédés.



  • Neurobese Le rôle de la voie mTORC1 dans la modulation de la neurogenèse adulte et de la neuroinflammation hypothalamiques dans l'obésité alimentaire.

    Voie mTORC1 et modulation de la neurogenèse et de la neuroinflammation dans l’obésité
    La modulation de l’activité de la voie mTORC1 dans l’hypothalamus a récemment été associée au contrôle de la balance énergétique. De même, la neurogénèse et la neuroinflammation hypothalamiques participent au contrôle de la prise alimentaire et de la masse corporelle. Ainsi, ces processus pourraient avoir un rôle dans la physiopathologie de l’obésité alimentaire.

    Déterminer le rôle de mTORC1, de la neurogénèse et de la neuroinflammation dans l’obésité
    L’obésité constitue de nos jours un réel problème de santé publique dans les pays occidentaux et émergents. Pourtant, malgré les conséquences désastreuses de cette épidémie, il n’existe pas de traitement pharmacologique efficace contre l’obésité. Ainsi, d’intenses recherches se sont développées pour élucider les mécanismes de régulation de la balance énergétique qui ont menées à la mise en évidence de l’importance de certaines voies de signalisation intracellulaire dans la perception énergétique au niveau de l’hypothalamus, comme la cascade de signalisation mTORC1 (mammalian Target of Rapamycin complex 1) dont nous avons montré la participation au contrôle de la balance énergétique. mTORC1 est aussi connu pour son rôle dans la régulation de la croissance cellulaire. D’autre part, d’autres données récentes ont révélé que la neuroinflammation et la neurogénèse adulte hypothalamiques sont aussi impliquées dans la régulation du poids. L’ensemble de ces données nous a conduits à proposer d’étudier le rôle de mTORC1, de la neurogénèse et de la neuroinflammation hypothalamique dans la régulation de la balance énergétique. Nous étudierons plus particulièrement si la modulation de l’activité de mTORC1 affecte la neurogénèse et la neuroinflammation hypothalamiques et si cette modulation participe au développement de l’obésité alimentaire. Les données obtenues lors de ce projet devraient nous permettre de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans l’obésité et ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour traiter ou prévenir le développement de l’obésité et de ses pathologies associées.



  • CHARADES Composants à HAuts facteurs de forme pour les Résonateurs Acousto-électriques et les Dispositifs Electro-optiques sur Substrats mono-cristallins

    Réalisation de Composants à Hauts facteurs de forme pour les Résonateurs Acoustoélectriques et les Dispositifs Electro-optiques sur Substrats mono-cristallins
    Le traitement du signal RF fait abondamment recours à des composants réalisés sur matériaux monocristallins mis en forme principalement à l’aide de technologies planaires. Cependant ces composants souffrent de l’incapacité de mise en œuvre tridimensionnelle des structures de guidage ou d’excitation optimales. Le projet CHARADES est dédié au développement de technologies capables de révolutionner ces domaines et de donner lieu à des avancées majeures pour la réalisation de composants innovants.

    Réalisation de composants compacts innovants pour le traitement du signal radio-fréquence par mise en forme tridimensionnelle sur matériaux monocristallins.
    L’ambition du projet CHARADES était de proposer une ou plusieurs voies technologiques vers la réalisation de dispositifs électro-optiques et acousto-optiques à hauts rapports de forme en niobate de lithium, en se fondant notamment sur les progrès récents obtenus par la technique de découpe-polissage à la scie de précision.

    Concernant les dispositifs acousto-électriques, les filtres et résonateurs à forts coefficients de qualité ou forts coefficients de couplage sont classiquement réalisés sur tranches monocristallines selon des procédés d'usinage planaires. L’idée de base à travers ce projet consiste à répondre à la question de comment fabriquer des résonateurs à ondes de volume de façon collective sur plaques monocristallines. La méthode développée jusqu’à présent consiste à l’exploitation de méthodes de rodage/polissage de plaques éventuellement collée sur un substrat de soutien. Cependant cette approche ne permet pas de maîtriser facilement des épaisseurs de plaques inférieures à 10µm. Une idée a donc été mise en œuvre consistant à amincir le matériau selon les dimensions latérales pour réaliser un résonateur sous forme d’un barreau attaché au substrat.

    Concernant les dispositifs électro-optiques, le développement de guides rubans confinés en niobate de lithium (ridges) est étudié depuis plus de 30 ans dans le but d’exalter les interactions électro-optiques en comparaison des guides planaires, réduisant ainsi les tensions de commande, tout en favorisant les larges bandes passantes. Néanmoins, les structures développées dans les années 1980 puis dans les décennies suivantes ne permettent pas de s’affranchir de rugosités importantes, générant des pertes en propagation plus importantes que les guides traditionnels. Le grand nombre de publications autour du sujet montre le besoin toujours actuel de techniques permettant à la fois de grands facteurs de forme, une très faible rugosité, et des procédés compatibles avec la production de masse.



  • QUANTUM Analyse Quantitative Ultrarapide par RMN 2D pour l'élucidation de métabolismes complexes

    Au coeur de la matière et du vivant en une fraction de seconde
    Le projet QUANTUM a pour but de développer de nouvelles méthodes d’analyse ultrarapide par résonance magnétique nucléaire (RMN) pour l’étude des échantillons biologiques, et particulièrement pour l’étude du métabolisme des cellules cancéreuses.

    Nouvelles méthodes d’analyse ultrarapide pour l’étude d’échantillons biologiques
    Le métabolisme est l’ensemble des transformations moléculaires et biologiques qui se déroulent dans les organismes vivants. Sa compréhension est un enjeu primordial, non seulement scientifique, mais également de société, car une meilleure connaissance des réactions biochimiques qui se déroulent dans les cellules permet le développement d’applications biologiques et médicales (nouveaux outils de diagnostic par exemple). Une branche majeure de la chimie, dite « analytique », s’intéresse entre autres à l’étude de tels échantillons. Une technique particulièrement puissante est la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). La RMN a l’énorme avantage d’être une technique non-invasive, c'est-à-dire que l’échantillon est laissé intact par l’analyse. Elle permet non seulement de caractériser les molécules présentes dans un échantillon, mais également de réaliser des mesures quantitatives (de mesurer la concentration de ces molécules). En particulier, la RMN à deux dimensions (RMN 2D), est un outil puissant et prometteur pour l’étude quantitative d’échantillons biologiques. Toutefois, elle est caractérisée par de longues durées d’expérience (jusqu’à plusieurs heures) qui limitent son utilisation et atténuent fortement ses performances, en particulier pour l’étude d’échantillons dont la durée de vie est limitée. Le but de ce projet est donc de développer de nouvelles méthodologies, afin de ramener cette durée d’analyse à une fraction de seconde. Ici, les méthodes développées seront appliquées à l’étude de cellules de cancer du sein afin de mieux comprendre les réactions biochimiques qui s’y déroulent.



  • ReNEW Mecanismes d'autorenouvellement des macrophages differencies

    Mécanismes d'auto-renouvellement des macrophages différenciés
    Chez les métazoaires différenciation terminale est généralement étroitement liée à l'arrêt du cycle cellulaire, alors que l'état indifférencié de cellules souches pluripotentes est associé avec un nombre illimité d'auto-renouvellement. Notre groupe a récemment découvert que la déficience combinée pour les facteurs de transcription MafB et c-Maf permet l'expansion à long terme des macrophages matures en culture sans perte du phénotype et de la fonction différenciée. (Science 326: 867 (2009)).

    Mécanismes d'auto-renouvellement des macrophages différenciés
    Notre observation que MafB / c-MAFB macrophages déficients présentent auto-renwal étendues,
    sans transformation maligne, la perte de la fonction différenciée ou de tige intermédiaires cellulaires
    représente un nouveau concept de l'auto-renouvellement est normalement une caractéristique des cellules souches.
    Nous voulons à déchiffrer les mécanismes moléculaires qui permettent underlyin selfrenewal continue
    fonctionnel dans une cellule différenciée. Ce serait d'intérêt général pour fondamentale
    biologie, avec une grande portée incidence sur les cellules souches et la biologie des tumeurs. D'identification de la clé
    principes de l'auto-renouvellement différencié qui peuvent être applicables plus généralement à autre cellule
    types au-delà de macrophages pourraient être importants pour la médecine régénérative et de drogues
    applications de dépistage dans l'avenir.



  • ELVULMED Rôle des activités d’élevage dans les processus d’adaptation et de réduction de la vulnérabilité des sociétés méditerranéennes face aux changements globaux

    L’élevage dans les processus sociaux et spatiaux d’adaptation face aux changements globaux
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importantes pressions naturelles et humaines. L’élevage a toujours joué un rôle structurant de l’espace et de l’économie des ménages, notamment grâce à sa capacité d’adaptation aux conditions difficiles. Le projet ELVULMED propose de comprendre les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire.

    Rôles de l’élevage dans la réduction de la vulnérabilité et les processus d’adaptation
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importants changements de son environnement : urbanisation et pression démographique sur les ressources naturelles (sol, foncier, eau) ; changement climatique marqué par une aridification du milieu. Le projet exploratoire ELVULMED vise à analyser les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire face au changement global et à identifier les principaux déterminants des processus d’adaptation à partir de deux études cas en région Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA, France) et Matrouh (NWCZ, Egypte). Le projet doit permettre d’intégrer les différentes approches et échelles de la vulnérabilité pour développer un modèle conceptuel sur les processus d’adaptation face au changement global dans les territoires d’élevage de la Méditerranée. Pour cela, le projet propose de confronter une analyse systémique de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et des territoires, une analyse des changements historiques qui ont affecté l'utilisation des ressources et une analyse des représentations et perceptions des enjeux à venir. Les scénarios sur les processus d’adaptation serviront à identifier de futures actions de recherche et de développement avec les collectivités locales et/ou nationales associées au projet.



  • PLASPAMS PLASmas Pour l'Analyse en MAsse des Surfaces

    PLASPAMS
    PLASmas Pour l'Analyse en MAsse des Surfaces

    Concept d’un analyseur portable destiné aux mesures sur site et capable de détecter une grande variété de composés chimiques
    La détection de composés chimiques à l’état de trace dans l’air, dans l’eau, ou présents sur les surfaces des matériaux est une problématique en plein développement. Si les techniques de laboratoire sont aujourd’hui très performantes, il existe un réel besoin pour des mesures de terrain capables de fournir des résultats fiables en quelques minutes.
    En effet, la réponse face à une menace ou une incertitude doit être rapide ce qui ne permet plus de prélever les échantillons puis de les ramener au laboratoire pour une analyse complète.
    Des exemples récents de l’actualité permettent d’illustrer ce besoin comme par exemple le cas des douaniers et des dockers exposés aux produits chimiques présents à l’ouverture des conteneurs.
    Dans la majorité des cas, les composés recherchés ne sont pas connus et ils sont présents en très faible quantité dans une matrice qui peut être très complexe, rendant l’identification et l’interprétation difficile. Dans ces conditions l’utilisation de détecteurs généralistes plutôt que des capteurs dédiés devient incontournable.
    L’objectif du projet est de valider le concept d’un analyseur portable destiné aux mesures sur site capable de détecter une grande variété de composés chimiques en se focalisant particulièrement sur la détection des traces de composés peu volatils (narcotiques, explosifs) laissées sur les surfaces. Le dispositif permettra à fortiori la détection dans l'air de composés plus volatils (composés organiques volatils, toxiques chimiques).
    Ce projet est un projet de recherche industrielle qui comprend une large part de recherche fondamentale. Il s’inscrit dans cette thématique : le développement d’un appareil portable ou transportable capable d’opérer dans une station fixe par exemple pour une problématique de surveillance ou encore d’être transporté sur site pour un diagnostic, une cartographie rapide.



  • ESCAPADE Evaluation de Scénarios sur la Cascade de l'Azote dans les Paysages Agricoles et moDElisation territoriale

    Evaluation des pertes d'azote dans les territoires et stratégies d'atténuation
    Effets des activités agricoles et de la mosaïque paysagère sur la cascade de l’azote dans les territoires. Contribution à la recherche de stratégies d’atténuation des pertes d'azote dans l’environnement et/ou d’adaptation des systèmes de production aux changements globaux.

    Contribution aux actions d'atténuation des pertes d'azote dans l'environnement
    L’un des enjeux agro-environnementaux et socio-économiques de l’agriculture est de maintenir la production agricole tout en limitant le recours aux intrants azotés, remettant ainsi en cause les systèmes de production mis en place dans les décennies précédentes. Un défi majeur consiste à mieux connaître les processus impliqués dans la cascade de l’azote et les pertes d’azote dans l’environnement, à les intégrer en tenant compte des interactions spatiales au sein des mosaïques paysagères, à les quantifier à partir d’approches de modélisation associées à des approches expérimentales et à des inventaires, à évaluer des scénarios agro-environnementaux de gestion de l’azote dans les territoires, puis à proposer des stratégies innovantes d’atténuation des pertes d'azote et/ou d’adaptation des systèmes de production aux changements globaux. Ces recherches menées à l'échelle du territoire sont complémentaires des approches classiques aux échelles de la parcelle et de l’exploitation agricole.



  • MANOMICS Prélèvement du manganèse chez Arabidopsis: analyse génomique et voies de régulation

    Comment les plantes s’approvisionnent-elles en manganèse?
    Le manganèse (Mn) est un micronutriment essentiel chez les plantes et limite leur croissance dans les nombreux sols où il est peu abondant. Comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent et contrôlent le prélèvement du Mn permettra à terme de développer des plantes mieux adaptées à la carence en Mn.

    Le manganèse : un micronutriment essentiel laissé-pour-compte chez les plantes
    Le Mn est indispensable à la photosynthèse. Pourtant, son homéostasie chez les plantes reste sous-étudiée en comparaison de celle d’autres micronutriments essentiels tels que Fe, Zn ou Cu. La carence en Mn des cultures agricoles est répandue dans de larges territoires sur la planète et entraine des pertes de rendement atteignant 65%. Outre son effet sur la croissance, le Mn est important pour la résistance des plantes aux maladies ainsi que pour la protection contre le stress oxydant via son rôle de cofacteur d’une enzyme antioxidante majeure, la superoxide dismutase. Par ailleurs, comme tous les métaux de transition essentiels, l’excès de Mn peut être nuisible et la toxicité en Mn est un problème dans de nombreux sols. Parce que le Mn et le Fe compètent pour les transporteurs et les ligands, l’excès de Mn a pour effet indirect une carence en Fe qui, à son tour, réduit considérablement le rendement des cultures. Pour toutes ces raisons, nous pensons qu’il est temps d’investir dans l’étude des mécanismes de l’homéostasie du Mn chez les plantes. Cette étude permettra de mieux comprendre les bases moléculaires de l’efficience en Mn, c’est à dire la capacité qu’ont les plantes à s’accommoder d’un apport en Mn limité. Ces informations serviront de base pour concevoir et produire des plantes produisant plus de biomasse dans une large gamme d’environnements.



  • 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.



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