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

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  • multicom Conception de films moléculaires multi-commutables associant des unités photochromes et des complexes métalliques

    MULTICOM
    Les matériaux moléculaires commutables sont généralement adressables en deux états distincts à travers un stimulus externe, correspondant à une modification (réversible) de leur structure moléculaire et/ou de leurs propriétés physiques. Dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur des polymères de coordination incorporant une brique photo-isomérisable : la construction à façon de ces entités conduira à un large éventail de systèmes permettant d’optimiser les conditions de commutation.

    Conception de films moléculaires multi-commutables associant des unités photochromes et des complexes métalliques
    L'objectif du projet MULTICOM est de synthétiser des couches minces moléculaires multi-adressables à base de polymères de coordination intégrant des unités photochromiques dans leurs chaînes principales. Notre stratégie repose sur la fabrication directe de polymères de coordination organisés sur un substrat solide à l'aide du procédé couche par couche. Les métallo-polymères ciblées sont fabriqués à partir de différentes briques moléculaires qui possèdent des propriétés de commutation : ils associent l’unité photochrome diméthyldihydropyrène et des complexes de métaux de transition de type polypyridylique possèdant des propriétés redox et magnétiques. Ces matériaux sont sensibles à différents stimuli (lumière, électricité, variation de température) et leur état est suivi par différentes méthodes (électriques, optiques et magnétiques). Ce projet comprend trois grands axes complémentaires et interdépendants: 1) Synthèse et caractérisation de métallopolymères en solution, 2) fabrication et caractérisation de couches minces de polymères de coordination et 3) étude des propriétés de commutation des films.



  • GELCELLS Gels supramoléculaires pour la culture de cellules souches

    Biomatériaux innovants pour la médecine régénératrice
    Gels supramoléculaires pour la culture de cellules souches

    Gels supramoléculaires pour la culture de cellules souches
    La manipulation des cellules de façon à contrôler leur phénotype est un enjeu très important pour des applications biomédicales telles que la thérapie cellulaire ou l’ingénierie tissulaire, en vue de remplacer des tissus ou organe défectueux. A coté des facteurs biochimiques et génétiques, il a été très clairement établi que d’autres facteurs du micro-environnement dans lequel évoluent les cellules influencent profondément leur phénotype. En particulier, la composition chimique de la matrice, sa structuration aux échelles nano, micro et macroscopique et les propriétés physiques qui en découlent (dureté, rugosité, compliance…) jouent un rôle majeur dans la biologie des cellules. L’organisation spatiale du complexe cellules-matrices joue aussi un rôle important, et de nombreux travaux ont montré que des cellules se comportaient très différemment sur des supports bi ou tridimensionnels.
    Notre programme a été centré sur le développement d’une technologie basée sur une plateforme de gels nanostructurés à base de molécules amphiphiles bio-inspirées pour la culture de cellules souches. GELCELLs est une technologie basée sur les propriétés moléculaires et supramoléculaires de glyco-nucléo-lipides originaux. Ces nouveaux matériaux sont prometteurs en tant que supports pour répondre aux enjeux de la culture de cellules souches et de l’ingénierie tissulaire.



  • TELOLOOP Rôle de la protéine TRF2 et de ses partenaires dans la formation et la stabilité de la t-loop des télomères humains

    Connaître et comprendre la structure de l’extrémité des chromosomes humains pour élucider son rôle dans la genèse et la progression des cancers
    Le but de notre étude est de comprendre comment la protéine TRF2 contrôle la structure des extrémités des chromosomes humains (les télomères), la nature de ces structures et leur modification dans les cellules cancéreuses.

    La structure en boucle des télomères humains, formation, stabilité et rôle de la protéine TRF2
    L’extrémité des chromosomes humains porte une structure appelée Télomère qui joue un rôle crucial dans le cancer et dans le vieillissement. En effet, cette structure est un des garants de la stabilité du génome. Or, les télomères raccourcissent à chaque division de la cellule jusqu’à une taille critique à laquelle ils ne sont plus fonctionnels, entraînant un arrêt de la division des cellules (vieillissement) ou des altérations du génome (formation de tumeurs). De plus, l’allongement des télomères dans les cellules cancéreuses par l’enzyme télomérase (ou de façon minoritaire par recombinaison) est une des étapes clef dans la progression tumorale. L’accès de la télomérase aux télomères, leur protection et donc la vitesse à laquelle ils raccourcissent sont régis par des interactions complexes entre différents acteurs: des protéines spécifiques et un ADN de séquence répétitive. Il a été proposé qu’un des paramètres importants soit la capacité de cet ADN de se replier sous la forme d’une boucle appelée T-loop. Cette boucle permettrait de protéger l’extrémité des chromosomes et de réguler l’accès de la télomérase. Elle serait produite par l’action d’une des protéines des télomères, la protéine TRF2. Le but de notre recherche est de comprendre par quels mécanismes TRF2 est capable de produire cette boucle, quels sont les partenaires de TRF2 qui aident ou inhibent cette propriété, quelle est la stabilité de cette boucle dans les noyaux et quels processus permettent de les éliminer. Nous espérons ainsi pouvoir déterminer les étapes et les acteurs clefs de ce processus de repliement, nous permettant de décrire plus précisément l’organisation et la dynamique des télomères et, peut-être, de définir de nouvelles cibles pour des thérapie anti-cancéreuses futures.



  • PGP Physique des Gap-Plasmons

    Le gap-plasmon : quand la lumière se glisse dans des interstices nanométriques.
    L'étude très fondamentale de la façon dont la lumière se glisse entre deux métaux extrêmement proches devrait permettre de mettre au point des capteurs super-sensibles de molécules biologiques, des matériaux artificiels pour manipuler la lumière ou des sources de lumière exotiques (comme des sortes de lasers).

    Vers des dispositifs métalliques nanométriques...
    En dispersant des cubes métalliques nanométriques sur une surface métallique plane, on peut changer la couleur de la surface – et faire devenir de l'or rouge par exemple. La lumière se glisse en effet jusque sous le cube, même si l'espace entre la surface et le cube est de l'ordre de quelques nanomètres seulement. Puis, si elle a la bonne couleur, le cube résonne comme une corde vibrante et l'absorbe. On peut donc empêcher une couleur de se réfléchir, en fabriquant ce type de surface artificiel – ce qu'on appelle un métamatériau. La couleur sélectionnée dépend de la distance sous le cube, de la taille du cube. Et elle est très sensible à l'environnement. La présence de molécules peut suffire à changer (légèrement) cette couleur. En détectant ce changement, on détecte la présence de ces molécules et on transforme la surface en capteur très sensible. Les cubes sont des absorbeurs très efficaces, mais on peut imaginer des motifs plus complexes (croix), ou d'associer des cubes entre eux. Tous ces exemples reposent sur le fait que la lumière ralentit à l'extrême quand elle se propage dans un interstice métallique nanométrique.
    Le fait que la lumière ralentisse la rend même très sensible à un phénomène normalement extrêmement ténu, le fait que les électrons se repoussent entre eux à l'intérieur du métal. Un des buts du projet est de comprendre ces aspects et de mettre au point des méthodes de simulation pour les prendre en compte. Il s'agit aussi de développer une théorie complète sur la façon dont la lumière se propage dans ces interstices, pour mieux comprendre et imaginer d'autres dispositifs, d'autres métamatériaux pour d'autres applications, et de les optimiser pour un usage particulier.



  • Gd-Lung Agents de contrastes multimodaux pour la détection des pathologies pulmonaires

    Agents de contraste pour la détection et le traitement des pathologies pulmonaires.
    Développement de petites nanoparticules administrables par les voies aériennes et facilement éliminables. Ces nanoparticules sont détectables par plusieurs types d’imagerie complémentaires (IRM, scintigraphie, Imagerie optique) et sont également utilisables pour augmenter l’efficacité de la radiothérapie.

    Nanoparticules pour la détection et le suivi de traitement de l’asthme et du cancer du poumon
    Le but de ce projet est le développement de nanoparticules ultrafines pouvant servir d’agents de contraste pour une détection précoce et le suivi de traitement des pathologies pulmonaires (la recherche sera axée principalement sur le cancer du poumon et dans un deuxième temps sur l’asthme). Dans le cas particulier du cancer, l’imagerie pourra être accompagnée d’un volet thérapeutique en raison des propriétés radiosensibilisantes des nanoparticules (AGuIX®) utilisées.
    Le cancer du poumon est la première cause de mortalité liée au cancer dans le monde :
    - La survie à 5 ans est inférieure à 15%
    - 1.4 millions de décès surviennent chaque année
    Pour cette pathologie, le but de cette étude est de réussir à développer un agent de contraste permettant de localiser avec précision la tumeur. L’utilisation de l’imagerie pourra ensuite notamment servir à paramétrer le traitement par radiothérapie en présence de nanoparticules.
    L’asthme sévère touche 300 millions de personnes à travers le monde et engendre approximativement 250 000 morts par an.
    Pour le développement de traitements efficaces contre cette pathologie, il est nécessaire de pouvoir visualiser les effets de ces traitements (notamment sur le remodelage bronchique). C’est ce que nous nous proposons de développer dans ce projet.



  • FuturAgua Amélioration de l'adaptation et de résistance à la sécheresse dans des systèmes socio-écologiques tropicaux sec: Le Guanacaste, Exemple du Costa Rica

    FuturAgua: augmenter la résilience à la sécheresse dans les tropiques sèches. Exemple du Guanacaste au Costa Rica.
    En zone aride, améliorer la sécurité de la disponibilité en eau douce requiert des connaissances conceptuelles et des méthodes d'analyse en hydro-climatologie, ainsi qu’une compréhension fine de la manière dont les acteurs et les institutions utilisent l’information incertaine. Des progrès dans ces domaines permettent de mieux comprendre la résilience à la sécheresse, d'améliorer la valeur de l'information incertaine et de stimuler des réponses sociales adéquates par les organes de gouvernance.

    Objectif de la recherche collaborative
    L'objectif principal de FuturAgua est de faciliter les adaptations à la sècheresse et au changement climatique (CC) des socio-éco-systèmes au nord-ouest du Costa Rica. Plus précisément, ce projet cible la province du Guanacaste pour développer et renouveler les recherches en biophysique et socio économie. Ces travaux qui génèrent des informations théoriques et pratiques pertinentes, visent à appuyer les prises de décision pour mieux gérer les sécheresses. Ces recherches sont le fruit d’efforts conjoints d'équipes de recherche internationales et transdisciplinaires, en partenariat avec un comité consultatif local en charge de l'utilisation d'information régionale.
    Un deuxième objectif est de diffuser nos résultats ainsi que les informations scientifiques issues du projet sur la gestion des eaux. Ces diffusions s’effectuent aux échelles internationales, nationales et régionales. Ainsi, nous produisons des articles dans des revues à comité de lecture et participons à des conférences internationales spécialisées sur ces thèmes. A l'échelle nationale et locale, nous partageons nos résultats via un site Web et par la diffusion de bulletins de communication. Nous intervenons dans des médias régionaux et organisons des réunions pour partager nos résultats avec les acteurs.



  • PUR Pôles URbains

    PUR
    Pôles URbains

    Enjeux et objectifs :
    Ce projet a pour objectif scientifique d’apporter de la connaissance sur la ville avec un angle original, celui de la ville arctique. En particulier, il conviendra de clarifier la question de savoir s’il est légitime de parler de villes arctiques sans plonger dans un déterminisme latitudinal. Autrement dit, peut-on identifier d’autres dénominateurs communs pour légitimer une appellation se référant d’abord aux contraintes zonales ? Ne convient-il pas d’apporter des nuances basées sur le processus d’urbanisation, la mobilité des populations et le degré d’appropriation territoriale ? La communauté scientifique internationale a commencé récemment à ressentir le besoin de recherches sur la ville boréale comme objet de recherche (2012, First International Conference on Urbanisation in the Arctic, Groenland). La population boréale est d’ores et déjà majoritairement urbaine. Le réchauffement climatique accentué aux hautes latitudes, et l’intégration économique des régions polaires, constituent de puissants facteurs d’urbanisation et de métropolisation, deux phénomènes déjà observés dans la zone circumpolaire. Actuellement, la tendance à l’urbanisation se confirme et devrait se poursuivre sous les effets conjugués de l’accroissement naturel, des migrations régionales et transnationales stimulées par le développement de l’exploitation des ressources naturelles et du trafic maritime. Cependant, le renouvellement du peuplement, dans un cadre essentiellement urbain, créée-t-il une identité nouvelle ? Un sentiment d’attachement à ces espaces pionniers ? Dans un contexte de faible densité, sommes-nous en présence de l’émergence de villes-îles, mieux reliées au centre national, souvent non polaire, ou, de vrais systèmes urbains avec des processus de polarisation régional ?



  • ARCOLE Etude de l’Adhérence des Revêtements par ChOcs-Laser de durées modulablEs

    Etude de l’Adhérence des Revêtements par ChOcs-Laser de durées modulablEs (ARCOLE)
    Utilisation de chocs laser consécutifs décalés dans le temps pour tester l'adhérence des barrières thermiques (BT) aéronautiques: caractérisation du chargement en pression induit par deux impulsions, et analyse de l'adhérence de BT sur des substrats monocristallins fonctionnalisés.

    Valider et comprendre l'interaction laser-matière à deux impulsions, et appliquer cette nouvelle configuration à la caractérisation de l'adhérence des barrières thermiques.
    Le projet ARCOLE est sous-tendu par les objectifs suivants
    (1) la caractérisation de l'interaction laser-matière en régime de confinement par eau avec deux impulsions laser décalées dans le temps;
    (2) l'application de cette configuration originale et innovante, permettant à priori de localiser le chargement en pression-contrainte au niveau de n'importe quelle interface, grâce au croisement d'ondes de détente, au cas, des systèmes aéronautiques barrières thermiques (BT)- substrat base Nickel monocristallins.
    (3) tester l'influence d'une fonctionnalisation de surface (texturation laser ...) sur l'adhérence des dépôts BT projetés, et comparer les résultats avec des techniques de caractérisation classiques (traction-adhérence)
    (4) Etudier le vieillissement thermo-mécanique des systèmes BT/ substrat, et identifier/ comprendre l'influence l'influence du vieillissement sur les propriétés d'adhérence.
    Différentes approches (expérimentale, numérique) et différents domaines thématiques (physique de l'interaction laser-matière, détonique, projection thermique, propriétés des interfaces ...) sont donc nécessaires pour répondre à ces objectifs.



  • SPIDERMAN Etude de la décomposition spinodale dans les aciers martensitiques Fe-X-C

    SpiDeRMan
    Etude de la décomposition spinodale dans les aciers martensitiques Fe-X-C

    Etude à l'échelle atomique des mécanismes de vieillissement des martensites ferreuses vierges à basse température (T<150°C)

    Caractérisation et compréhension des phénomènes de vieillissement à basse température des martensites ferreuses
    L'acier est le matériau structural de loin le plus utilisé par l'homme et son importance dans l'économie mondiale est primordiale. Parmi ses formes diverses, la martensite est celle qui présente la plus haute résistance. Cependant, la martensite n'est pas stable à température ambiante et se décompose en une structure inhomogène, constituée de Fe et nanodomaines riches en C. Cette décomposition est accompagnée d’une évolution des propriétés mécaniques de la martensite. Jusqu'à présent, aucune étude complète de ce mécanisme de transformation de phase n’a été menée.
    L'objectif principal de ce projet est de combler ce manque de connaissances de base sur le vieillisseent à basse température de la martensite (T<150°C). Ce vieillissement se produit très probablement par décomposition spinodale. Nous proposons d'examiner dans des détails le(s) mécanisme(s) de transformation de phase impliqué(s), aussi bien que la phase finale produite. L'approche choisie est de modéliser les mécanismes physiques, principalement par champ de phase cristallin (PFC), et de confronter ces simulations avec des résultats obtenus par des techniques de nanoanalyse à l'échelle atomique, comme la tomographie atomique (APT) et la microscopie électronique en transmission (TEM). Les paramètres d'entrée du modèle (interaction de paire principalement, et énergies élastiques), seront obtenus par simulation ab initio. Les analyses microstructurales valideront les simulations de vieillissements isothermes.
    Le but ultime est d'établir un diagramme de phase à basse température (T<150°C) pour le système Fe-C, comprenant la nature de la (ou des) phase(s) finale(s) et les limites de leur(s) domaine(s) existant, en termes de température et de composition.



  • StructuraLEP Caractérisation structurale et fonctionnelle d’effecteurs de L. maculans et de leurs interactants

    Caractérisation structurale et fonctionnelle des effecteurs de Leptosphaeria maculans et de leurs interactants
    Les effecteurs fongiques correspondent principalement à de petites protéines sécrétées sans homogies dans les bases de données. Leur fonction biologique est donc difficile à prédire et la résolution de leur structure tridimentionnelle peut être très informative. Sur ces bases, le projet StructuraLEP a pour but d’élucider l’implication d’effecteurs de L. maculans dans la pathogénie grâce à la détermination de leurs caractéristiques structurales et fonctionnelles et de leurs interactants.

    L’objectif est élucider l’implication d’effecteurs de L. maculans dans la pathogénie grâce à la détermination de leurs caractéristiques structurales et fonctionnelles et de leurs interactants.
    StructuraLEP a pour but d’élucider l’implication d’effecteurs de L. maculans dans la pathogénie grâce à la détermination de leurs caractéristiques structurales et fonctionnelles et de leurs interactants. Nous étudions cinq effecteurs de L. maculans qui correspondent à des candidats prometteurs choisis pour leur importance dans la biologie du champignon ou parce qu’ils présentent de nouveaux modes d’interaction avec leur cible végétales. Les effecteurs et leurs interactants sont analysés dans le but de répondre aux questions suivantes : (i) quelle est la structure 3-D des effecteurs de L. maculans ? En l’absence de fonction prédite, la structure 3-D des effecteurs peut apporter des informations sur leur fonction et les mécanismes de translocation vers les cellules végétales ou leur interaction avec les protéines de résistance. (ii) Où agissent les effecteurs pendant l’infection d’une plante hôte ? Certains effecteurs agissent dans la cellule végétale alors que d’autres sont purement apoplastiques. Notre projet pourra apporter des informations concernant la thématique controversée de la translocation des effecteurs fongiques dans la cellule végétales et permettre d’identifier des motifs impliqués dans cette translocation. (iii) Quelles molécules interagissent avec les effecteurs de L. maculans ? L’interaction des effecteurs avec des ligands peut permettre leur translocation dans les cellules végétales ou être impliquée dans leur fonction biologique ou leur interaction avec des protéines de résistance. (iv) Quelles fonctions de la plante sont manipulées et quelles protéines végétales sont ciblées par ces effecteurs ? En répondant à cette question, nous aurons une meilleure vision des fonctions de la plante ciblées par les champignons phytopathogènes.



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