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

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  • ClockEye Contrôle des rythmes veille-sommeil par le système visuel chez la drosophile

    Comprendre le recalage des rythmes veille-sommeil par les cycles jour-nuit
    Le projet vise à déterminer la logique des circuits neuronaux et des mécanismes moléculaires qui collectent les signaux lumineux et les transfèrent au cerveau pour synchroniser l’horloge circadienne, en utilisant les outils neurogénétiques du modèle drosophile pour y parvenir.

    Comprendre comment les cycles jour-nuit modulent la physiologie et le comportement
    Comprendre comment l’horloge est synchronisée par les cycles jour-nuit est un aspect clé de la biologie circadienne et ce projet permettra d'améliorer nos connaissances sur le contrôle des cycles veille-sommeil par la lumière. L'organisation neuronale de l'horloge est assez différente chez les insectes et les mammifères, par opposition à ses composants moléculaires très conservés. Toutefois, les principes de synchronisation dans le noyau suprachiasmatique du cerveau mammifère ou dans les neurones d'horloge du cerveau de drosophile paraissent très similaires, sur la base des observations comportementales. Nous pensons donc que les stratégies développées chez la mouche seront pertinentes pour les études circadiennes chez les mammifères y compris chez l’homme. En effet, la lumière affecte fortement notre comportement et la dépression saisonnière est un exemple frappant dd besoin de lumière de notre cerveau. La synchronisation des horloges circadiennes avec leur environnement est une
    partie essentielle de leur fonctionnement et la désynchronisation induite par des pathologies ou des contraintes sociétales génère des problèmes psychologiques et physiologiques conséquents. La compréhension des mécanismes de synchronisation permettra d’améliorer en connaissance de cause les conditions lumineuses des environnements de travail décalé par
    exemple, pour permettre une meilleure adaptation de l’organisme.



  • SEXYMUS Evolution des chromosomes sexuels et du déterminisme du sexe chez les mammifères

    Evolution des chromosomes sexuels et du déterminisme du sexe chez les mammifères
    A quelques exceptions près, les mammifères possèdent un déterminisme du sexe très conservé. Pourtant, nous avons mis en lumière une diversité remarquable des chromosomes sexuels chez les souris naines africaines (Mus). Cette diversité et leur proximité phylogénétique avec la souris de laboratoire en font un modèle unique. Ainsi, le projet SEXYMUS propose d’étudier l’évolution des chromosomes sexuels et du déterminisme du sexe des mammifères à travers le prisme des souris naines

    Evolution des chromosomes sexuels et du déterminisme du sexe des mammifères à travers le prisme des souris naines.
    Le projet SEXYMUS met l'accent sur différents aspects de l'évolution des chromosomes sexuels. Le programme de recherche s'articule autour de trois questions principales

    Comment les nouveaux systèmes de détermination du sexe évoluent?
    Comprendre la mise en place de nouveau déterminisme du sexe est un grand défi de la biologie évolutive. La découverte de femelles fertiles XY chez une espèce de souris naine offre une opportunité unique (i) pour identifier de nouveaux gènes impliqués dans la voie de la détermination du sexe des mammifères en général, et (ii) pour mettre en évidence des gènes candidats aux inversions de sexe pathologiques chez l'homme en particulier

    Comment les chromosomes Y dégénèrent-ils? et à quelle vitesse?
    Il est universellement admis que le chromosome Y est une entité qui dégénère. Toutefois, les taux et la dynamique de dégénérescence sont vigoureusement débattus. La morphologie du chromosome Y de souris naines africaines est extrêmement diversifiée. Par conséquent, une approche de génomique comparative entre les espèces / populations différentes de souris naines africaines fournira de nouvelles informations sur la dynamique et vitesse de dégénérescence du chromosome Y des mammifères

    Quel est l'avenir de régions génomiques transloquées sur les chromosomes sexuels?
    La plupart des chromosomes Y sont très anciens, et ont donc perdu la plupart de l'information sur les processus qui ont initié leur dégénérescence. Par conséquent, pour étudier ces processus, il est nécessaire d'envisager des systèmes plus récents qui maintiennent les premières traces de leur érosion. Les fusions entre un autosome et un chromosome sexuel sont d'excellents candidats à cet égard puisque qu'elles montrent progressivement des caractéristiques de néo-chromosomes sexuels. Comme les souris naines africaines présentent une grande diversité des ces fusions, elles offrent une occasion unique d'étudier les premiers stades de l'évolution des chromosomes sexuels des mammifères



  • FREEFLOW Liquides (presque) sans parois - Hydrodynamique (presque) sans contact.

    FREEFLOW
    Liquides (presque) sans parois - Hydrodynamique (presque sans contact).

    Un nouveau territoire: l'hydrodynamique «suspendue«.
    Le comportement d'un liquide sur un solide est principalement dicté par la condition de Navier, éventuellement modifiée à petite échelle par un glissement, très étudié récemment par différentes équipes. Il en résulte que des gouttes ont tendance à s'accrocher à un substrat où ne s'y déplacent qu'à des vitesses très modestes. La résistance de la ligne de contact en est la principale responsable, et celle ci a reçu ces trente dernières années une attention soutenue. Ici, nous nous sommes proposés de regarder une limite très différente, où le contact liquide/solide est presque supprimé. Classiquement, on peut réaliser cette condition de non-contact par des effets thermiques sur une surface très chaude (effet Leidenfrost). Un premier aspect du projet a été également d'étudier de nouvelles méthodes permettant d'y parvenir par vibration ou mise en mouvement du substrat, éventuellement liquide, injection d'air à travers lui, ou en utilisant des propriétés de surface inhabituelles (super-hydrophobie). Une fois ces conditions de «non contact' ou «non mouillage« réalisées, la dynamique de gouttes (ou de volumes liquides plus importants) a été explorée par des expériences complémentaires s'attaquant aux questions suivantes: qu'est ce qui gouverne la friction résiduelle, quel est le volume maximal que l'on peut faire léviter, comment peut on contrôler et manipuler des gouttes dans ces situations, en vue d'éventuelles applications? Nous nous sommes également intéressés aux comportements non-linéaires remarquables que présentent les ondes de surface dans ces situations très inhabituelles. La modélisation au sens de l'hydrodynamique physique a été très développée, avec même une exploration numérique lorsque cela était nécessaire.



  • PLASMAT Dynamique de l'interaction d'un plasma d'arc laminaire pulsé et d'une injection synchrone pour l'élaboration de dépôts céramiques finement structurés

    PLASMAT
    Dynamique de l'interaction d'un plasma d'arc laminaire pulsé et d'une injection synchrone pour l'élaboration de dépôts céramiques finement structurés.

    La projection plasma par voie liquide pour la synthèse de revêtements en matériaux céramiques nanostructurés: contrôler les instabilités du plasma
    La projection par plasma d’arc par voie liquide est un procédé émergent permettant la synthèse de revêtements céramiques finement structurés pour des applications dans l’industrie aéronautique, automobile, voire électronique. Ce procédé consiste à injecter dans un jet de plasma porté à très haute température (10000°C) des liquides contenant des matériaux céramiques submicroniques qui sont fondus et projetés sur une surface préparée. Cependant, l’arc électrique confiné dans une torche plasma produisant ce jet est instable ce qui rend le traitement des matériaux par le plasma et les propriétés des dépôts difficilement contrôlables. La solution généralement adoptée consiste à stabiliser l’arc grâce à des modifications technologiques des torches. Le projet PLASMAT propose d’amplifier les instabilités du plasma de manière contrôlée afin d’obtenir un plasma pulsé selon un mode résonant et d’y injecter de manière synchrone les précurseurs liquides. Cette approche alternative doit permettre d’améliorer les propriétés des revêtements grâce à un meilleur contrôle de la dynamique d’interaction entre plasma et matériaux.



  • AquaNeuroTox Identification et caractérisation du mode d'interaction de phycotoxines neurotoxiques présentant un risque biologique - Développement de nouveaux systèmes de détection.

    Les phycotoxines neurotoxiques : une menace potentielle pour la santé humaine
    Identification, caractérisation et détection de phycotoxines neurotoxiques

    Les cyanobactéries d'eau douce et le phytoplancton marin constituent des éléments essentiels pour la vie aquatique qui, cependant, peuvent produire des toxines à l'origine d'effets nuisibles sur les écosystèmes et sur la santé humaine. En effet, certains d’entre eux produisent de puissantes neurotoxines qui altèrent la neurotransmission indispensables à la vie animale et qui représentent une menace pour la santé humaine.

    Objectifs
    Les objectifs initiaux de ce programme de recherche étaient: (i) de collecter et d’identifier de nouveaux agents toxiques à partir de cyanobactéries, (ii) de déterminer la pharmacologie de spirolides non encore étudiés (20 méthyl spirolide G), d’analogues des pinnatoxines et de prorocentrolides qui possèdent tous un groupe imine cyclique et celle de toutes autres toxines nouvellement identifiées, (iii) de développer de nouveaux systèmes de détection de toxines ciblant les canaux sodium sensibles au potentiel de membrane et d’autres cibles, et (iv) d’adapter la méthode de microplaque-RBA à des applications sur le terrain en développant des microsystèmes basés sur la capacité des membranes de Torpille à couvrir des surfaces en plastique et des nanofluides pour des interactions entre les récepteurs et les toxines.



  • 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.



  • MITIC Messagers dont l’Initiation de la Traduction Interne est dirigée par la Coiffe

    ARNm de l’histone H4 : bien plus qu’un simple messager à traduire
    La structure de l’ARNm de l’histone H4 manipule les facteurs d’initiation de la traduction et les ribosomes entrainant un démarrage non conventionnel de la traduction

    Voir et comprendre la structure et le fonctionnement de l’ARNm de l’histone H4
    Nous avons récemment montré que la traduction de l’histone H4 est initiée par un mécanisme original, reprenant à la fois certaines caractéristiques cellulaires (présence d’une coiffe) et virales (absence de « scanning » et entrée interne des ribosomes). Contrairement aux ARN messagers classiques, la coiffe de l’ARNm de l’histone H4 n’est pas accessible car elle est enfouie dans une poche formée par la phase codante. De ce fait, le facteur eIF4E, qui normalement reconnaît la coiffe, est recruté à l’intérieur de l’ARNm. Ceci permet l’assemblage des ribosomes qui sont ainsi directement positionnés sur l’AUG initiateur. Ce mécanisme simplifié de recrutement interne assure donc un démarrage immédiat de la traduction, sans étape de « scanning », coûteuse en temps et en énergie. Un tel processus pourrait expliquer la production massive en histone, destinée à compacter l’ADN synthétisé juste avant la division cellulaire.
    L’objectif général vise à comprendre ce mécanisme d’initiation par recrutement interne du complexe d’initiation à partir des structures de l’ARNm. Le projet apportera de nouvelles connaissances fondamentales sur (i) la compréhension du mécanisme d’initiation par recrutement interne des complexes d’initiation. (ii) Il permettra l’élucidation des structures tridimensionnelles des complexes d’initiation intermédiaires assemblés grâce aux structures de l’ARNm et (iii) il conduira au recensement des ARNm cellulaires pouvant initier la traduction par la voie du recrutement interne.
    A terme, le projet conduira à une révision du modèle classique d’initiation de la traduction par « scanning » en y intégrant une certaine proportion de recrutement interne.



  • FUNAPP Nouveaux rôles des appressoria de champignons pathogènes dans leurs interactions avec les plantes: détection des signaux de la plante et transfert d'effecteurs protéiques et de métabolites secondaires fongiques dans les cellules hôtes

    Nouveaux rôles des appressoria de champignons pathogènes dans leurs interactions avec les plantes
    Appressoria fongiques : rôles dans la détection des signaux végétaux et dans le transfert d'effecteurs protéiques et de métabolites secondaires dans les cellules hôtes

    Enjeux et objectifs
    Les champignons phytopathogènes représentent une menace majeure pour la sécurité de l’alimentation mondiale. Par exemple, chaque année, 10 à 30 % des récoltes de riz sont détruites par les nécroses du champignon Magnaporthe oryzae. L’agent de l’anthracnose , Colletotrichum graminicola, cause quant à lui chaque année des dégâts aux cultures de maïs se chiffrant à près d’un milliard uniquement aux Etats-Unis. Colletotrichum et Magnaporthe utilisent des stratégies similaires pour infecter la plante hôte : un organe spécialisé, l’appressorium, est utilisé pour pénétrer les cellules vivantes dans lesquelles un hyphe intracellulaire pourra se développer. L’interaction entre C. higginsianum et la plante modèle Arabidopsis, fournissent un système pour l’étude du pouvoir pathogène du champignon ou de la réponse immune de la plante. Nous avons montré précédemment que le transcriptome des appressoria de C. higginsianum subit de nombreuses reprogrammations en réponse au contact de la plante hôte en comparaison à une induction artificielle in vitro. Ceci suggère que les appressoria fonctionnent comme des organes sensitifs de signaux végétaux permettant ainsi à l’agent pathogène de préparer l’invasion de son hôte. Les appressoria semblent également apparaitre comme des plateformes de synthèse et de sécrétion de métabolites secondaires et d’effecteurs protéiques. Pour explorer le rôle des appressoria dans les premières étapes de l’infection, les objectifs spécifiques sont les suivants : (a) déterminer la séquence des événements cellulaires se déroulant durant la morphogénèse des appressoria et la pénétration des hyphes ; (b) découvrir les signaux perçus par les appressoria conduisant à une reprogrammation du transcriptome ; (c) définir un répertoire d’effecteur et leur contribution dans la virulence du champignon ; (d) lister les métabolites secondaires des appressoria, étudier leurs fonctions et déterminer comment ils sont régulés.



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