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

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  • STOCHAGENE Rôle de la dynamique chromatinienne dans la stochasticité de l’expression génique dans des cellules d’eucaryotes supérieurs

    Le hasard au coeur de la vie
    L’expression des gènes est un phénomène intrinsèquement aléatoire qui remet en cause la vision de la cellule comme un petit ordinateur, soumise aux ordres d’un « programme génétique ».

    Comprendre les causes et les conséquences de l’expression probabiliste des gènes
    Il est aujourd’hui démontré que l’expression des gènes est un phénomène probabiliste. Il est très important d’en étudier les causes et les conséquences car il s’agit d’un mécanisme fondamental dans le fonctionnement du vivant, impliqué dans des phénomènes majeurs tels que la différenciation des cellules au cours de l’embryogenèse (par exemple en cellules de la peau, des muscles, des os, du cerveau, etc.) ou le cancer (qui se caractérise par une expression « anarchique » des gènes). Comprendre l’expression probabiliste des gènes permet de la manipuler expérimentalement et de comprendre ces phénomènes sous un angle nouveau, donc à terme de pouvoir intervenir dessus dans un but thérapeutique. A l’heure actuelle, s’il est démontré que l’expression des gènes est probabiliste, les causes en sont encore insuffisamment comprises. Un des buts du projet est donc de mieux les caractériser. Nous étudions le rôle que jouent la structure appelée chromatine (faite de l’ADN et de protéines avec lesquelles il interagit) et les modifications dites épigénétiques. Nous montrons que ces facteurs sont capables de modifier les probabilités d’expression des gènes et qu’ils peuvent donc jouer un rôle de régulation. La différenciation des cellules dépend de l’activation de groupes de gènes différents selon les types cellulaires. Nos expériences ont aussi pour but de montrer que ce phénomène est généré par l’expression aléatoire des gènes (qui permet aux cellules d’exprimer spontanément des gènes différents) soumise à un processus de sélection et de stabilisation dépendant du métabolisme cellulaire et des interactions entre cellules (qui permettent de réguler l’expression aléatoire des gènes en sélectionnant l’expression « des bons gènes » correspondant aux différents types cellulaires.



  • NETLEARN Orchestration d’algorithmes d’apprentissage distribués pour la gestion des ressources dans les réseaux mobiles

    Orchestration d’algorithmes d’apprentissage distribués pour la gestion des ressources dans les réseaux mobiles
    L’objectif principal du projet est de proposer une nouvelle approche distribuée, passant à l’échelle, dynamique et efficace énergétiquement pour la gestion des ressources dans un réseau mobile. Cette approche repose sur l’orchestration d’un portfolio d’algorithmes d’apprentissage distribué. Le but ultime des mécanismes proposés est d’améliorer l’expérience des utilisateurs tout en utilisant les ressources de l’opérateur de manière plus efficace.

    Enjeux et objectifs
    Plus spécifiquement, le projet aborde les défis techniques suivants :

    1) Le premier et principal aspect est la gestion des ressources radio dans un réseau d’accès radio. En LTE et LTE-A, l’interférence apparaît en effet comme un goulot d’étranglement pour la fourniture de hauts débits et la connectivité sans couture des utilisateurs. Pour réduire l’interférence, on peut soit coordonner les émissions entre stations de base (SB), soit permettre aux SB de coopérer. Dans le premier cas, on tente d’éviter l’interférence (ICIC), dans le second (CoMP), on combine au récepteur les signaux issus de SB différentes.

    2) Le second aspect étudié dans ce projet est la gestion des contenus populaires par un réseau de diffusion de contenu (CDN). Dans un CDN, les contenus sont disséminés dans des serveurs proches de la demande. Comment placer ces serveurs et quels contenus répliquer sont des questions traditionnelles dans les CDN. Dans les « CDN mobiles », les choses sont exacerbées à cause d’un environnement imprédictible et variable à cause de la mobilité, de la demande de trafic et des variations du canal radio.



  • TSH testing Validation d’un nouveau test TSH pour le dépistage précoce de l’hypothyroïdie et détermination de la valeur seuil pour un traitement thérapeutique

    Validation d’un nouveau test TSH pour le dépistage précoce de l’hypothyroïdie et détermination de la valeur seuil pour un traitement thérapeutique
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    Le projet TSH testing est destiné à produire et valider de nouveaux tests plus performants qui définissent pour la première fois un niveau seuil adéquat pour traiter les patients sans délai et avec certitude. Ce progrès méthodologie donnera un meilleur confort quotidien aux patients et réduira fortement les coûts de Santé.
    L’Industrie du Diagnostic travaille activement à résoudre la discordance des tests existants pour satisfaire à de nouvelles Directives Européennes En réalité, les Fabricants n’ont pas d’autre alternative de calibration à la 2nde Préparation de Référence Internationale utilisée jusqu’à présent ; cette préparation n’est pas pure et ne permet pas une calibration massique. De plus son hétérogéneïté est fort différente de la celle de la TSH circulante. Il convient donc à présent de produire par voie recombinante une TSH de meilleure qualité et de mettre en œuvre des tests plus fiables qui permettent un dépistage précoce de l’hypothyroïdie. Dans la mesure où les mesures rendues seraient plus proches des taux réels circulants, on peut raisonnablement espérer des données plus pertinentes qui permettent de définir un seuil de traitement thérapeutique utile.



  • NetSelect L’Evolution Net due aux Sources Dynamiques de Sélection, la Plasticité Sociale, et des Environnements Variables

    L’Evolution Net due aux Sources Dynamiques de Sélection, la Plasticité Sociale, et des Environnements Variables
    Comment es ce que la sélection que ont mesure à court terme produit de l’évolution au cours du temps quant l’environnement social et écologique varie dans le temps et l’espace ?

    -La variabilité de la sélection versus l’évolution a longe terme.
    -L'objectif principal de ce projet est d'éclaircir notre compréhension du processus d'évolution en tenant compte de la variation dans la sélection de traits et de les intégrer dans une nouvelle théorie pour les trajectoires nets de la sélection. La variabilité de sélection peut être due à des changements dans les avantages de traits différents selon les contextes sociaux et écologiques (par exemple, les saisons), en raison de différents types d'interactions (par exemple, la compétition entre males, le choix du partenaire) ou en raison de la variation spatiale ou temporelle des influences environnementales sur les comportements sociaux (par exemple les ressources alimentaires, la structure sociale, etc ...). Par conséquent, nous cherchons de comprendre la façon dont la variation dans l'environnement externe modifie les comportements sociaux, la sélection sur les traits, et la variation des traits qui est essentiel pour le processus de spéciation. Pour comprendre comment la sélection pourrait influencer l'évolution des traits à long terme dans une variété d'environnements différents, des contextes, et des phases du cycle de vie, nous pouvons nous concentrer sur un certain nombre d'épisodes distincts de sélection (choix du partenaire par rapport à la compétition, l'été par rapport à l'hiver, à travers le temps et l'espace) qui peut ensuite être intégré pour créer une image complète de la sélection sur les traits d'histoire vie, des comportements, et des traits morphologiques. Ce faisant, ce projet portera sur un certain nombre de questions fondamentales et des défis de l'écologie évolutive qui demeurent contentieux (par exemple la maintenance de la variation des traits sous sélection, la plasticité du choix du partenaire).



  • HYPERION Conception et fabrication de membranes hiérarchiquement poreuses appliquées aux capteurs électrochimiques par transfert d'ion

    Développement de capteurs électrochimiques pour polluants émergents
    Le projet HYPERION participe au développement d’une nouvelle classe de capteurs électrochimiques pour la détection de polluants émergents.

    Améliorer la détection des polluants émergents
    Dans notre société moderne, nous avons, en tant que citoyens, un accès constant et instantané à l’information. Nous avons un besoin de savoir et une exigence de qualité des produits et de l’environnement qui nous entourent, se transformant en une pression exercée par les différents acteurs (grand public, communauté médicale, organisations non gouvernementales et médias) sur les institutions publiques (aux échelles locales, nationales et européennes) et les fabricants afin de confirmer ou d’infirmer l’innocuité des produits quotidiens. Pour la chimie analytique, le défi est fantastique, il s’agit de détecter un nombre croissant d’espèces chimiques en des quantités toujours plus faibles dans des matrices de plus en plus complexes. Les capteurs environnementaux disponibles souffrent d’un déficit de sensibilité et de sélectivité. Afin de répondre aux inquiétudes croissantes de notre société en matière de sécurité environnementale, il est nécessaire de développer de nouveaux capteurs et méthodes d’analyse. Le projet HYPERION explore le développement de membranes fonctionnalisées et à porosité hiérarchiques pour créer une nouvelle classe de capteurs environnementaux basés sur la détection électrochimique.



  • FlyBrainImaging Imagerie cérébrale fonctionnelle de l’activité spontanée dans les Corps Pédonculés, et de leur régulation circadienne, chez la Drosophile.

    Imagerie cérébrale des Corps Pédonculés, en relation avec la mémoire et le sommeil.
    Caractérisation par imagerie cérébrale fonctionnelle, in-vivo, en bioluminescence des Corps Pédonculés (une structure impliquée dans l’apprentissage, la mémoire, et le sommeil) et de leur régulation circadienne, chez la Drosophile.

    Elucider, au niveau génétique, moléculaire, cellulaire et des réseaux neuronaux, les mécanismes neurophysiologiques du sommeil, de la mémoire et de leur régulation circadienne.
    Ce projet consiste à étudier le rôle physiologique de l’activité cérébrale (calcique) survenant dans certaines structures cérébrales, comme les Corps Pédonculés, chez la Drosophile. En effet, à partir d’une nouvelle technique d’imagerie cérébrale in-vivo, que nous avons développé dans mon laboratoire, nous pouvons visualiser, en continue, sur de longue périodes (plusieurs heures) de façon fonctionnelle et en temps réel, l’activité cérébrale. Entre-autres, cette nouvelle technique nous a permis de révéler des pics d’activité très particuliers dans ces structures au cours de la nuit.
    Les Corps Pédonculés sont des structures majeures dans le cerveau de la Drosophile, impliqués dans l’apprentissage, la mémoire et dans le sommeil. De plus, plusieurs études effectuées sur différents organismes ont suggéré qu’il y aurait une relation entre le sommeil et la consolidation de la mémoire.

    Par conséquent, l’étude de ce phénomène chez un organisme modèle comme la Drosophile, pour lequel nous disposons de multiples outils génétiques, devrait nous permettre de mieux comprendre les mécanismes génétiques, moléculaires, cellulaires, et ce jusqu’aux circuits neuronaux, impliqués vraisemblablement dans le sommeil, voire possiblement dans la consolidation de la mémoire. Nous étudions également la relation de ces pics d’activité avec les neurones contrôlant les rythmes circadiens.
    Bref, une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux contrôlant le sommeil et/ou la mémoire représente sans équivoque, un intérêt sociétal majeur.



  • COPEL Compréhension et Optimisation de l’Electrogreffage local

    Compréhension et Optimisation de l'Electrogreffage Local
    COPEL

    Objectifs
    Les surfaces revêtues de couches minces organiques font partie de notre quotidien, que ce soit dans les peintures utilisées dans l’industrie automobile ou pour les équipements médicaux. Parmi les techniques employées pour les réaliser, l’électrogreffage, qui correspond à la polymérisation électro-induite d’espèces électroactives en solution sur des surfaces métalliques ou semi-conductrices, permet un accrochage covalent du revêtement à la surface.
    Ces dernières décennies, à cause d’une augmentation de l’intérêt pour la technologie miniaturisée, la fonctionnalisation de surfaces selon des motifs micrometriques ou même nanométriques s’est considérablement développée. La microscopie électrochimie à balayage (SECM pour l’anglais Scanning Electrochemical Microscopy), utilisée dans la plupart des cas comme une technique d’analyse, s’est également révélée particulièrement intéressante pour la modification locale de surfaces. En particulier, en utilisant la SECM, il a déjà été possible de réaliser l’électrogreffage localisé de monomères vinyliques et de sels de diazonium sur de nombreux substrats.
    Malheureusement, les conditions particulières qu’il est nécessaire de réunir pour observer un électrogreffage localisé de monomères vinyliques peuvent être qualifiées d’extrêmes en comparaison de celles qui sont généralement utilisées en SECM. Ainsi, la présence simultanée de grandes densités de courant et de forts potentiels électriques génère des bulles à proximité de l’électrode, conduisant à un phénomène de turbulence ainsi qu’à l’apparition transitoire de couches isolantes à l’interface électrode-solution. De plus, il a été observé que le potentiel électrique local, de même que le contenu chimique de la solution à proximité de l’électrode, jouaient un rôle dans la transformation de la surface. Jusqu’à présent, la contribution individuelle de chacun de ces éléments n’a pu être déterminée, ce qui rend impossible un contrôle satisfaisant de la procédure.



  • CHIRACID Acides de Brønsted à chiralité plane pour l'organocatalyse énantiosélective

    Acides de Brønsted à chiralité planaire pour l'organocatalyse énantiosélective
    L’objectif de ce projet réside dans le développement d’une nouvelle famille originale d’ acides de Brønsted chiraux, à chiralité plane. Ces nouveaux catalyseurs seront développés et exploités dans un domaine majeur de la chimie organique : l’organocatalyse énantiosélective.

    Nouveaux acides de Brønsted à chiralité planaire et leurs utilisations en organocatalyse énantiosélective
    La catalyse (action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique dans le but d'augmenter sa vitesse de réaction) offre des voies d’accès efficaces à des nouveaux composés chimiques qui peuvent être valorisés dans de nombreux domaines tels que la pharmacie, l’agrochimie et les matériaux. Après les succès incontestables de la catalyse enzymatique et de la catalyse homogène et hétérogène par les métaux de transition, les derniers développements dans le domaine de la catalyse, afin de relever les défis modernes de la chimie, portent sur l’organocatalyse. L’organocatalyse peut être définie comme la catalyse de transformations chimiques par une molécule purement organique de faible poids moléculaire. Ces catalyseurs organiques de petites tailles présentent de nombreux avantages par rapport aux enzymes ou à des catalyseurs constitués de métaux précieux : stabilité à l'air et à l'humidité, faible toxicité et sont très facilement accessibles. Ainsi ce concept de transformation chimique par organocatalyse rencontre de nombreux champs d’application aussi bien dans le milieu académique que dans l’industrie. En effet, le concept d’organocatalyse répond aux nombreuses exigences de la chimie verte moderne (pas de déchet de métaux, des synthèses moins dangereuses et l'utilisation de réactifs en quantité catalytique au lieu de quantité stoechiométrique).
    Le but de ce projet consiste à développer une nouvelle famille d’organocatalyseurs à fonction acides de Brønsted. Les nouvelles structures cibles sont des acides phosphoriques cycliques, avec un motif paracyclophane et présentant une chiralité planaire. Des approches synthétiques seront développées afin de proposer un accès efficace et facilement modulable à ces nouvelles structures.



  • CoMatCo Interactions multi-échelles "COmposants-MATériaux-COntact" dans les systèmes de freinage et les compresseurs aéronautiques

    Interactions multi-échelles « Composants-MATériaux-Contact » dans les systèmes de freinage et dans les compresseurs aéronautiques
    L’objectif du projet est de mettre au point une méthodologie multi-échelle de « conception » des matériaux de friction. Cette méthodologie représente le chaînon manquant dans la démarche de compréhension et de modélisation des systèmes (freins et ensembles rotor-stator de turboréacteurs) dans le but d’augmenter leurs performances énergétiques, de réduire les nuisances environnementales (acoustique, pollution…) tout en maintenant leur fiabilité en tant qu’éléments sécuritaires.

    Méthodologie de conception de matériaux de friction pour lier l'élaboration des matériaux et la modélisation des freins et moteurs aéronautiques.
    Dans les turboréacteurs aéronautiques la réduction de la consommation en kérosène et des émissions de CO2 et de NOx passe par la maîtrise des jeux entre rotor-stator et par voie de conséquence des interactions aube-carter. Celles-ci sont fortement conditionnées par le choix des matériaux «abradables« côté carter.
    En ce qui concerne les systèmes de freinage, les dispositions réglementaires de réduction des impacts environnementaux (nuisances sonores, émissions de particules) et d’augmentation des performances de dissipation énergétiques pour les grandes vitesses, passe par une maîtrise des phénomènes de frottement et du choix des matériaux en contact.
    Dans ces deux applications, les solutions mises en œuvre par les industriels reposent sur l'exploitation inspirée de retours d'expériences et de démarches «essais-erreurs« qui ont conduit à la mise au point de «recettes de matériaux hétérogènes« performantes, s’agissant des garnitures de frein et des matériaux «abradables« pour les turboréacteurs. Néanmoins, en l’absence d’une réelle appréhension des phénomènes, ces approches «boîte noire« posent problème face aux nouvelles exigences techniques et environnementales et engendrent des coûts de développement très élevés en raison du nombre d’essais nécessaires.
    L’objectif du projet est de mettre au point une méthodologie multi-échelle de « conception » des matériaux de friction, chaînon manquant dans la démarche de compréhension et de modélisation des systèmes (freins et turboréacteurs) dans le but d’augmenter leurs performances énergétiques, de réduire les nuisances environnementales tout en maintenant leur fiabilité.
    Face à cette complexité, la démarche repose d’une part sur l’identification des phénomènes physiques prépondérants et d’autre part sur une dialogue modèle-expérience fort.
    Ce projet regroupe des expériences et moyens des partenaires de différents secteurs du transport aéronautique, automobile et ferroviaire dans un esprit de fertilisation croisée.



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