Projets soutenus en 2020

Depuis les années 2000, nous savons utiliser les propriétés d’hybridation par paire des brins d’ADN pour programmer des gels d’ADN à adopter des structures locales particulières. Récemment, des techniques ont permis de produire ces gels en quantités plus importantes, suffisamment pour pouvoir étudier leurs propriétés macrophysiques et macromécaniques.

Dans cette proposition, nous souhaitons étudier les propriétés physiques et mécaniques de gels d’ADN programmés spécifques. Nous souhaitons concentrer notre étude sur trois types de gels : des gels apériodiques qui présentent à la fois une connectivité locale faible (et donc une densité faible) et une anisotropie totale (pas de direction privilégiée) ; des gels programmés à l’aide d’automates cellulaires pour avoir des faiblesses globales prescrites ; des gels programmés pour modifier leur structure en présence de contraintes mécaniques. Nous envisageons différents procédés pour les engendrer : soit par assemblage externe, soit par croissance interne (substitution).

Pour cela nous nous appuierons sur notre expertise en pavages apériodiques auto-assemblants (issues de l’informatique théorique), en conception de séquences ADN artifcielle (auto-assemblage algorithmique), en calorimétrie et en rhéologie (macro-mécanique). L’objectif est de concevoir de nouveaux matériaux programmés adoptant des comportements mécaniques spécificités.

Eukaryotic living cells regulate their genome by modulating the biochemical and physical properties of their chromosomes. A key factor of this regulation is the stiffness of chromatin: rigid enough to ensure physical integrity and proper segregation during cell division, flexible enough to allow dynamic processes of gene expression, DNA repair and condensation.

Models from polymer physics have been extremely helpful to estimate chromatin flexibility but their use is limited by currently- available techniques of experimental measures. Here we propose to combine modelling with experimental stimulations of chromatin looping with light. We expect this approach to provide precise estimations of the persistence length of chromatin.

Our design is simple to implement and we will make it scalable in order to identify the cellular and molecular factors that regulate chromatin flexibility in living cells.

En prospection géophysique dans un contexte archéologique sur des terrains avec une topographie marquée, disposer de la topographie complète de la zone prospectée facilite l’interprétation de la carte géophysique.
Le projet KheoPS+ (Kinematic Positioning System +) propose d’étudier l’acquisition de mesures de déplacement relatives (accéléromètre, altimètre barométrique, ...) pendant cette prospection géophysique afin d’être utilisées pour deux objectifs distincts et complémentaires :

1/ Utiliser des mesures de déplacement relatives pour compléter des mesures GPS/GNSS précises (<1cm) en cas de perte partielle ou totale du signal. En milieu couvert (forêt par exemple), la précision des mesures GPS/GNSS diminue : l’utilisation des mesures relatives calibrées en temps réel permettrait de disposer d’une cartographie fine, quelle que soit la qualité du signal GPS/GNSS.

2/ Lors d’une prospection magnétique, l’utilisation d’un GPS/GNSS proche du capteur perturbe les mesures. Une solution alternative d’acquisition de la topographie sans GPS/GNSS pour prendre en compte la forme du terrain dans l’interprétation des cartes magnétiques est étudiée.

Afin de mieux appréhender les données structurées de types graphes dans un contexte où le volume et la complexité de ces données ne cessent de croitre, il est nécessaire de pouvoir travailler de manière fiable sur des représentations plus petites et plus simples de ces graphes. La définition et l’utilisation de ces représentations nécessitent une connaissance profonde des graphes, de leurs paramètres et de leurs applications. Dans ce projet, nous proposons de produire de telles représentations à l’aide de l’échantillonnage, de développer des algorithmes permettant de les utiliser à la place des graphes initiaux, et d'affiner conjointement représentations et algorithmes en fonction des résultats obtenus sur des données archéologiques.

Les espèces forment un système complexe d’interactions de plusieurs types, depuis les interactions trophiques, le mutualisme, la compétition jusqu’aux relations symbiotiques. La prise en compte de l’interdépendance des espèces est fondamentale pour comprendre le fonctionnement, la stabilité et la résilience des écosystèmes.

Pourtant, le « grand public » envisage généralement les notions d’ « écosystème » et de « biodiversité » comme une juxtaposition d’espèces indépendantes. Dans le cadre de ce projet, nous proposons de concevoir différents supports pour permettre la vulgarisation du concept de système complexe écologique. Pour enfants ou adultes, nous produirons différents supports (jeux, vidéos) pour transmettre au plus grand nombre la nécessité de voir les systèmes naturels comme un équilibre délicat entre entités interconnectées et interdépendantes dans lequel chaque entité à une place et un rôle à jouer.

Coordinateur du projet :  Vincent MIELE
Laboratoire : Biométrie et Biologie Evolutive
Tutelles : CNRS, UCBL, INRIA, VetAgroSup

Laboratoires impliqués et les tutelles : Institut Sciences de l’Evolution de Montpellier, (University of Montpellier, CNRS, IRD, EPHE, CIRAD, INRAP)