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Modalités de soumission 2014

Publication

 

Publication de l’Appel à projets générique 2018 - AAPG2018

 

 

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  • CONNECT La communication intercellulaire chez les plantes: implication des radeaux membranaires dans le fonctionnement des plasmodesmes.

    LA COMMUNICATION INTERCELLUAIRE CHEZ LES PLANTES
    La communication intercellulaire chez les plantes: implication des radeaux
    membranaires dans le fonctionnement des plasmodesmes.

    le role des microdomaines membraneuse dans le fonctionnement des plasmodesmes
    Chez les plantes, la communication de cellule à cellule se fait en grande partie grâce aux plasmodesmes (PD), des canaux membranaires spécialisés traversant la paroi pectocellulosique et créant ainsi une continuité symplastique entre cellules. Les PD jouent un rôle essentiel dans le développement des plantes ainsi que dans l’orchestration des mécanismes de défense. Ils constituent également des portes d’accès privilégiées pour les virus, qui les exploitent afin de transporter leur génome de cellule à cellule et ainsi établir une infection systémique de la plante. Malgré leur implication dans de nombreux processus physiologiques clés chez les plantes, la régulation des échanges intercellulaires via les PD reste énigmatique. L’une des principales raisons réside dans le fait que leur composition moléculaire reste très peu connue. En particulier, leur composition lipidique reste à ce jour totalement inexplorée. Les PD sont pourtant des structures membranaires, définies par des domaines membranaires spécialisés du réticulum endoplasmique, le desmotubule et de la membrane plasmique, PD-MP. L’identité et la fonction de leur constituants lipidiques restent malgré tout entièrement inconnues.

    Le projet CONNECT a pour ambition d’établir s’il existe un lien fonctionnel entre les PD et les radeaux membranaires, en particulier dans le contexte de l’infection virale. modèle.



  • 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.



  • Terre-Eau De terres et d'eaux

    De terres et d'eaux
    Ce projet vise à identifier les capacités d’adaptation des acteurs impliqués dans la production alimentaires déployant des stratégies à un niveau intermédiaire mais faisant face à des changements globaux. On part des contraintes vécues par ces acteurs face à un bouleversement du foncier, de leur gestion de l’eau et des écosystèmes. Ce projet étudie sept régions aux développements économiques très différents à Madagascar, en Ouganda, en Cisjordanie, au Liban, au Kenya, au Népal et en France.

    La construction des territoires
    Ce projet explore les mécanismes de recomposition territoriale et politique concernant l’eau et la terre. Ceci permet d’étudier la co-construction de la société et de la nature à l’œuvre. C’est dans ces mécanismes de co-construction que l’on peut identifier les capacités d’adaptation des acteurs aux changements globaux.
    Ce projet vise à identifier les capacités d’adaptation des acteurs impliqués dans la production alimentaires déployant des stratégies à un niveau intermédiaire mais faisant face à des changements globaux. Ces acteurs sont impliqués à la fois dans l’agriculture familiale, qu’elle soit vivrière ou commerciale, et dans l’agriculture productiviste et commerciale.
    En se focalisant sur les acteurs actifs à un niveau intermédiaire, ce projet permet d’identifier les mécanismes qui peuvent se révéler des adaptations durables aux changements globaux. De nombreuses études se penchent sur les mécanismes au niveau global. Mais les acteurs actifs au niveau global réagissent à la dégradation d’un environnement local en déplaçant leur activité ailleurs dans le monde. Ceci est impossible pour les acteurs actifs à un niveau intermédiaire.
    En intégrant des cas où les acteurs font face au bouleversement du rapport au foncier, au bouleversement du rapport à l’eau et à des changements écosystémiques importants, notre étude permet d’aborder les changements globaux tels qu’ils sont affrontés par les acteurs actifs au niveau intermédiaire. Ceux-ci font face à tous ces changements simultanément. Les études explorant ces bouleversements les traitent d’ordinaire de façon isolée.






  • ORGAVOLT Prédiction par calcul numérique intensif du potentiel à circuit ouvert au sein de cellules photovoltaïques organiques.

    «ORGAVOLT« - Optimisation par calcul prédictif du photovoltaïque organique
    L'électronique organique et les cellules solaires sont en forte croissance, mais leur optimisation reste empirique. Une modélisation prédictive permettrait alors de les optimiser plus vite. Des calculs sans paramètres ajustables donnent les bandes des semi conducteurs inorganiques, mais leur temps CPU augmente comme N4, avec N=100 ... 1000 pour les semi conducteurs organiques.

    Un de nos buts est une extension de notre algorithme N³ GW des molécules aux semi conducteurs organiques.

    Calcul prédictif des propriétés en bulk des semi conducteurs organiques et étude semi-empirique du mécanisme du photo courant à l'interface donneur-accepteur.
    La spectroscopie d'émission (PSE ) confirme l'existence de bandes dans les cristaux des semi conducteurs organiques, quoique modifiées par les vibrations du cristal.

    Dans une image simple, les photons incidents sur l'interface entre donneur (D) et accepteur (A ) «pompent» des électrons de la bande de valence du donneur (D) vers la bande de conduction de l'accepteur (A). Cette image ignore, dans une première approche, l'énergie de liaison de l'exciton et l'alignement des bandes à l'interface.

    En simplifiant encore plus, on peut considérer la création, par un photon, d'un état excité de taille finie (exciton) qui diffuse vers l'interface D/A où l'exciton est séparé en un électron dans l'accepteur A et un trou dans le donneur D. Ces derniers seraient alors responsables du photo courant observé.

    Ce mécanisme a été critiqué par Alan Heeger comme étant trop lent pour donner la réponse ultra rapide observée expérimentalement. Mais sa vitesse est compatible avec les temps caractéristiques vus en photo chimie et qui sont de l'ordre de 100 fs.

    Une modélisation de l'idée de Heeger nécessite une description de la création d'un exciton à l'interface et de sa séparation. En présence d'électrodes extérieurs, un traitement de ce processus est légèrement au-delà de l'état de l'art actuel et notre collègue Rémi Avriller à Bordeaux travaille sur cette question.

    Selon Mark E. Casida, notre collègue à Grenoble, la séparation de charge à l'interface conduirait à une accumulation d'états excités localement liés (excimères) qui se désagrègent ensuite en états de conduction délocalisés en passant par des intersections coniques de leurs surfaces Born-Oppenheimer.

    Avec une telle perspective, il faudra identifier des voies photo chimiques possibles. Une foie trouvée, ces dernières pourraient alors être étudiées, de manière plus détaillée, par des calculs de premiers principes qui sont nettement plus exigeants en ressources.



  • GELTHINFILM Films Minces d'Hydrogels Stimulables pour la Microfluidique

    Films Minces d’Hydrogels Stimulables comme Microvannes pour la Microfluidique
    Développement de films minces de gels de polymères stimulables (température, lumière et champ électrique). Applications comme microvannes pour contrôler les écoulements hydrodynamiques en microfluidique.

    Développement de microvannes fluidiques autonomes, individuelles et de haute densité.
    Contexte. Les microvannes existantes (vannes Quake) sont à fonctionnement pneumatique, elles requièrent un équipement extérieur coûteux et encombrant, il est nécessaire de développer des microvannes simples autonomes.
    Objectif général. On cherche à développer des microvannes mécaniques à base de gels de polymères stimulables intégrés dans les microcanaux. Ces vannes fonctionnent de manière autonome. Elles peuvent répondre à diverses paramètres de stimulation tels la température, la lumière ou encore le champ électrique. On pourra ainsi piloter les écoulements de fluide dans un microcanal ou un laboratoire-sur-puce simplement en changeant la température, en éclairant avec la lumière ou en appliquant une tension électrique.
    Problèmes traités. On contrôle la synthèse des gels grâce à une extériorisation de la synthèse des gels à la microfabrication. On développe une stratégie de synthèse avec une chimie click simple à mettre en œuvre qui permet d’obtenir des gels avec toute une variété de paramètres de stimulation. On peut obtenir des gels localisés, ce qui permet d’élaborer des microvannes individuelles et multiples de haute densité.
    Perspectives et retombées. Le projet pourra avoir un impact considérable dans le développement de laboratoires-sur-puce.



  • MemoryTrack Dynamiques des interactions hippocampo-corticales au cours de la formation des souvenirs récents et anciens: bases comportementales, cellulaires, moléculaires et fonctionnelles

    A la recherche de la trace mnésique : de la formation à la stabilisation des souvenirs
    Décrypter la nature et la dynamique des interactions neuronales et vasculaires au sein de l’interface hippocampo-corticale responsable de la formation et de la stabilisation des souvenirs, deux processus qui sont altérés dans les maladies neurodégénératives

    Comment notre cerveau archive-t-il les souvenirs?
    Une question fondamentale dans le domaine des Neurosciences Cognitives est de comprendre comment notre cerveau est capable de former et de conserver durablement les souvenirs. Chez l'Homme, le souvenir des faits et des événements (mémoire déclarative) dépend initialement de l'hippocampe. Des approches multidisciplinaires ont permis d'élucider nombre des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la formation de ce type de souvenirs au sein des réseaux neuronaux hippocampiques. Cependant, alors qu'ils se stabilisent, ces souvenirs deviennent progressivement indépendants de l’hippocampe pour être stockés dans des régions corticales. Nos connaissances de la dynamique des interactions hippocampo-corticales impliquées dans la consolidation des informations au sein de réseaux corticaux distribués et les processus d’oubli restent toutefois très parcellaires. L’élucidation de ces mécanismes corticaux est au cœur de notre projet MemoryTrack. Les expériences proposées permettront d’examiner, de façon systématique, les facteurs comportementaux, anatomiques, électrophysiologiques et moléculaires qui sous-tendent la formation des souvenirs récents et anciens. L'intégration de ces données permettra une meilleure compréhension de la façon dont notre cerveau organise les souvenirs et contribuera à l'identification de nouvelles cibles moléculaires pour le développement de stratégies thérapeutiques visant à pallier les déficits mnésiques liés à l'âge et aux maladies neurodégénératives.



  • MOSART Imagerie Multimodale de l'Os Sous-chondral dans la gonARThrose : capacité prédictive

    Imagerie multimodale de l'Os Sus-chondral dans la gonAERhrose:capacité prédictive
    Les facteurs prédictifs de la progression de l’arthrose sont encore mal connus mais on accorde un rôle croissant au rôle de l’os sous-chondral dans cette évolution défavorable.
    Le projet de recherche translationnel proposé a pour but de déterminer les facteurs prédictifs de progression de la gonarthrose à partir d’une caractérisation multimodale de l’os sous-chondral par IRM, radiographie numérique à haute résolution et analyse de texture osseuse.

    Fournir des paramètres d'imagerie médicale multimodale permettant une meilleure prédiction de la progression de l'arthrose
    L’arthrose est une des principales causes de douleur, de handicap et de perte d’autonomie chez la personne âgée. L’espérance de vie progressant, vieillir tout en conservant un mode de vie actif sans douleur est devenu un des enjeux importants du bien vieillir. La prise en charge de la gonarthrose qui est un des principaux sites anatomiques responsable de douleur et de difficultés dans l’exercice des activités de la vie quotidienne constitue donc un enjeu de Santé Publique majeur.
    Pouvoir fournir un module d’imagerie aux cliniciens et aux laboratoires de l’industrie pharmaceutique combinant d’une part, un appareil de radiographie à haute résolution facilitant la mesure de l’interligne et d’autre part, des logiciels permettant d’évaluer de nouveaux paramètres de texture de l’os sous-chondral prédictifs de la progression de la gonarthrose serait une avancée déterminante.



  • AFMYST Etude Biophysique, biochimique et biomoléculaire de la paroi des levures.

    Etude Biophysique, biochimique et biomoléculaire de la paroi des levures
    Les levures sont des micro organismes eucaryotes essentiels pour l’agro alimentaire et les biotechnologies. Notre but est de mieux comprendre l’organisation biophysique et biomoléculaire de la surface de ces cellules. Cette connaissance permettra d’améliorer les process agro alimentaires et les biotechnologies

    Architecture de la paroi des levures
    Le projet transdisciplinaire AFMYST se positionne à l’interface de la biologie, de la chimie et de la physique. La question biologique posée concerne l’organisation et la morphogénèse de la paroi des levures Saccharomyces cerevisiae. Cette paroi cellulaire a été essentiellement étudiée par des méthodes de biochimie ou de biologie moléculaire. Notre objectif est d’apporter à cette connaissance les observations en microscopie à force atomique donnant accès à la biophysique de la paroi. Des résultats préliminaires obtenus sur des mutants pour les différents sucres composant la paroi montrent la pertinence de cette approche. Le rôle de chaque constituant de la paroi (polysaccharides et protéines) dans l’organisation et la morphogénèse sera évalué en réalisant des mesures de rugosité de surface et de nanomécanique, par AFM. L’effet de stress (thermique, osmotique, ionique, antifongique) sera également évalué. Dans un deuxième temps notre attention sera focalisée sur les protéines de surface et sur leur cartographie à la surface de la paroi. Pour ce faire les pointes AFM seront fonctionnalisées par les anticorps dirigés contre les protéines de surface pour réaliser des expériences de spectroscopie de force à l’échelle de la molécule unique sur des cellules vivantes. Le but ici est de cartographier quatre protéines : Flo11 de la famille des protéines Flo impliquées dans les phénomènes d’adhésion à des surfaces ou entre cellules ; Cwp1, une mannoprotéine impliquée dans l’organisation de la paroi, Pir1 de la famille des protéines Pir nécessaires à la stabilité de la paroi, et Gas1 qui porte une activité beta-1.3 glucanosyltranferase nécessaire à l’assemblage de la paroi.
    Enfin les cibles pariétales et le mécanisme d’action de molécules antifongiques (la caspofungine, et la toxin killer 9) seront étudiés grâce à des pointes AFM fonctionnalisées par ces molécules.



  • SISCob Capteur de Sécurité intelligente pour la Cobotique

    SISCob: Safety Intelligent Sensor for Cobots. Une interface mécatronique communicante aux articulations des robots manipulateurs, garantissant la sécurité des interactions physiques homme/robot-robot.
    Un nouvel éco-concept, alliant conception mécanique et traitement biomimétique des mesures pour la commande, offrant de nouvelles potentialités aux robots collaboratifs et de nouvelles perspectives au domaine de la cobotique vis-à-vis de la sécurité de l’interaction physique homme-machine. Cette nouvelle technologie apportera de nouvelles solutions robotiques aux contraintes de l’isolement médical, du maintien au domicile et de la pénibilité en environnement industriel.

    Un composant modulaire et intelligent, capable d’imiter les fonctions d’une articulation biologique et leur synergie, pour résoudre les contraintes liées à la sécurité des robots collaboratifs.
    Dans le contexte où les objectifs majeurs dans les secteurs de la manufacture et des services manuels concernent la recherche d'améliorations en termes de réduction des coûts financiers, d'augmentation de la qualité et de la productivité ; il faut aussi tenir compte de nouveaux enjeux sociétaux et environnementaux : la sécurité et l'impact environnemental ainsi que le manque de main d'œuvre qualifiée pour la réalisation de tâches pénibles ou hautement spécialisées. Pour répondre à ces challenges une voie possible concerne l'utilisation de robots collaboratifs (cobots) pour assister et collaborer avec des opérateurs humains. Mais la mise en proximité de robots et de personnes soulève des problèmes liés à la sécurité de fonctionnement des robots. Ces freins pourraient être levés grâce à des technologies adéquates à bas coût rendant les robots du marché intrinsèquement sûrs. La solution proposée dans ce projet est un dispositif mécatronique générique avec ses logiciels d'exploitation innovants réalisant la fonction d’articulation biomimétique. Ce système permettra aux cobots d'adopter un comportement sécurisant l'environnement et la tâche en assurant les fonctions d'amortissement adaptatif des impacts à l'image d'une articulation biologique, la modélisation des contacts physiques et la transmission rapide des données. Les objectifs scientifiques sont de proposer un dispositif compliant et compact pour gérer de façon adaptative les impacts sur les segments d’un robot, d’estimer en ligne l’impédance mécanique de contact pour une commande prédictive gérant la sécurité. Il s’agira de sélectionner, à partir des mesures, la meilleure structure de modèle puis d’en identifier les paramètres. Les phénomènes physiologiques seront considérés. Les verrous technologiques concernent la miniaturisation du produit par des choix adaptés de mécanismes et de matériaux, la recherche de compromis entre puissance de calcul, encombrement et dissipation thermique de l’électronique embarquée.



  • MODEMI Modélisation et Simulation Multi-échelle des Interfaces

    Modélisation et Simulation Multi-échelle des Interfaces
    Le projet vise à :
    •(i) Effectuer des simulations numériques directes (DNS) relatives à des cas physiques avec rupture et coalescence
    •(ii) Établir une comparaison et une validation des résultats obtenus par les codes numériques utilisés par les partenaires
    •(iii) Effectuer des DNS relatives à des cas physiques concernant les milieux dispersés
    •(iv) Proposer des modèles de « sous-maille » permettant de respecter la physique du problème et conserver de manière quasi-fidèle les résultats de DNS.

    Enjeux et objectifs
    Le projet vise à avancer la méthodologie du calcul intensif dans des domaines de mécanique des fluides diphasiques extrêmement complexes tout en étant d’une importance applicative considérable. On peut citer par exemple le déferlement des vagues et la formation des embruns, les jets de carburant liquide en atomisation, les écoulements à bulles dans les centrales nucléaires ou dans les procédés industriels du génie chimique. Ces écoulements associent des gammes d'échelles très vastes, allant pour les vagues de mer de quelques dizaines de mètres pour la longueur d'onde des vagues à quelques microns pour les plus petites bulles ou gouttes. Les problèmes de résolution numériques ne peuvent donc être traités sans une prise en compte systématique de l'aspect multi-échelle des phénomènes. D’autre part, l'évolution vers le calcul réparti massif pose un défi supplémentaire, les méthodes multi-échelle étant plus difficiles à adapter à ce type de calcul que les méthodes mono-échelle, de structure plus simple.

    A l'issue du projet une méthodologie de simulation multi-échelle sera dégagée. Elle répondra aux questions suivantes : comment choisir les régions requérant un traitement à l’échelle plus fine, comment choisir entre les diverses méthodes permettant de modéliser à la grande échelle les effets de petite échelle qui ne sont pas directement résolus ? Comment coupler la modélisation de la turbulence, de type simulation des grandes échelles (Large Eddy Simulation) SGE/LES et la modélisation de la géométrie des interfaces et de leur dynamique à l'échelle sous-maille ?



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