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La coordination dans les organisations temporaires à forte intensité de connaissances : variations autour d’un projet de type “complex product systems”
La coordination dans les organisations temporaires à forte intensité de connaissances : variations autour d’un projet de type “complex product systems”


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Si la coordination a été largement abordée dans les organisations et les projets, elle l’a été beaucoup moins dans les projets de type complex product systems (COPS). Dans cette thèse sur travaux, nous mobilisons une approche qualitative longitudinale d'étude de cas unique pour aborder différentes questions de recherche. Théoriquement, nous décrivons le caractère multi-niveaux de la coordination plaidant en faveur d'une combinaison de mécanismes de coordination émergents et planifiés. Nous montrons ensuite, empiriquement, comment, considéré comme un artefact, un référentiel de connaissance dans la gestion de projet (le Guide PMBOK), assure la coordination de ses communautés de pratiques dispersées géographiquement. Ainsi, nous caractérisons la relation entre communautés de pratique et artefact comme étant mutuellement constitutive et co-évolutive. Ensuite, au niveau des acteurs projet, nous explorons le processus de développement des interdépendances en montrant que combler les écarts de connaissances engendre des changements dynamiques dans les interdépendances entre acteurs et celles entre tâches. Ceci nous a permis de mettre en évidence un flux réciproque de causalité entre taches et entre acteurs. Enfin, nous montrons que les barrières de connaissances entravant la coordination sont caractéristiques des projets COPS et nous expliquons comment les acteurs projet les surmontent à l'aide de différents artefacts imbriqués à leurs actions. Cette analyse nous permet de fournir un appui empirique à l’idée que les processus émergents de création de connaissance offrent une explication complémentaire aux problèmes de coordination. Ainsi, notre thèse présente une compréhension novatrice de la coordination dans les projets COPS avec des contributions qui s’inscrivent dans la littérature du management de projet ainsi que dans celle du management stratégique.
Although coordinating was addressed extensively in organizations and projects, it is much less studied in complex product systems (COPS) projects. Using a knowledge perspective, this compilation thesis addresses different research issues inherent to the process of coordinating using a qualitative longitudinal single case study design. Theoretically, we depict the multi-level character of coordination arguing in favour of a blend of emergent and planned coordination mechanisms. We then empirically demonstrate how, viewed as an artefact, a project management practice standard (the PMBOK Guide) ensures the coordination of spatially dispersed communities of practice. Thus, we characterize such relationship between an artefact and communities of practice as one of mutual constitution and co-evolution. We zoom in to a project participants level to depict the process of developing interdependencies by closing knowledge gaps. This results in dynamic shifts in actor and task interdependencies showing a flow of causality reciprocally between actors and tasks. Finally, we show that knowledge barriers to coordination are characteristic of COPS projects, and we outline how project participants overcome them using different artefacts imbricated with social action. This analysis provides empirical support for the idea that emergent processes of knowledge creation offer a complementary explanation for coordination problems. Thus, the present thesis provides a novel understanding of coordinating in COPS projects with notable contributions to the literature in project management as well as that on strategic management.
Si la coordination a été largement abordée dans les organisations et les projets, elle l’a été beaucoup moins dans les projets de type complex product systems (COPS). Dans cette thèse sur travaux, nous mobilisons une approche qualitative longitudinale d'étude de cas unique pour aborder différentes questions de recherche. Théoriquement, nous décrivons le caractère multi-niveaux de la coordination plaidant en faveur d'une combinaison de mécanismes de coordination émergents et planifiés. Nous montrons ensuite, empiriquement, comment, considéré comme un artefact, un référentiel de connaissance dans la gestion de projet (le Guide PMBOK), assure la coordination de ses communautés de pratiques dispersées géographiquement. Ainsi, nous caractérisons la relation entre communautés de pratique et artefact comme étant mutuellement constitutive et co-évolutive. Ensuite, au niveau des acteurs projet, nous explorons le processus de développement des interdépendances en montrant que combler les écarts de connaissances engendre des changements dynamiques dans les interdépendances entre acteurs et celles entre tâches. Ceci nous a permis de mettre en évidence un flux réciproque de causalité entre taches et entre acteurs. Enfin, nous montrons que les barrières de connaissances entravant la coordination sont caractéristiques des projets COPS et nous expliquons comment les acteurs projet les surmontent à l'aide de différents artefacts imbriqués à leurs actions. Cette analyse nous permet de fournir un appui empirique à l’idée que les processus émergents de création de connaissance offrent une explication complémentaire aux problèmes de coordination. Ainsi, notre thèse présente une compréhension novatrice de la coordination dans les projets COPS avec des contributions qui s’inscrivent dans la littérature du management de projet ainsi que dans celle du management stratégique.
Although coordinating was addressed extensively in organizations and projects, it is much less studied in complex product systems (COPS) projects. Using a knowledge perspective, this compilation thesis addresses different research issues inherent to the process of coordinating using a qualitative longitudinal single case study design. Theoretically, we depict the multi-level character of coordination arguing in favour of a blend of emergent and planned coordination mechanisms. We then empirically demonstrate how, viewed as an artefact, a project management practice standard (the PMBOK Guide) ensures the coordination of spatially dispersed communities of practice. Thus, we characterize such relationship between an artefact and communities of practice as one of mutual constitution and co-evolution. We zoom in to a project participants level to depict the process of developing interdependencies by closing knowledge gaps. This results in dynamic shifts in actor and task interdependencies showing a flow of causality reciprocally between actors and tasks. Finally, we show that knowledge barriers to coordination are characteristic of COPS projects, and we outline how project participants overcome them using different artefacts imbricated with social action. This analysis provides empirical support for the idea that emergent processes of knowledge creation offer a complementary explanation for coordination problems. Thus, the present thesis provides a novel understanding of coordinating in COPS projects with notable contributions to the literature in project management as well as that on strategic management.
15-11-2019
15-11-2019
Thèse
Thèse

Mécanisme de biosynthèse et production de l’astine, un pentapeptide cyclique non-ribosomique de Cyanodermella asteris
Mécanisme de biosynthèse et production de l’astine, un pentapeptide cyclique non-ribosomique de Cyanodermella asteris


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L’astine C est un peptide cyclique assemblé au cours d’un mécanisme nonribosomique par une synthétase dite NRPS (NonRibosomal Peptide Synthetase). Ce peptide nonribosomique possède des propriétés thérapeutiques intéressantes avec notamment des activités anti-tumorale et anti-inflammatoire. Jusqu’ici ce composé était exclusivement extrait à partir des racines d’Aster tataricus, une plante utilisée traditionnellement en médecine japonaise et chinoise. Récemment, une production d’astine C a été mise en évidence chez Cyanodermella asteris, un champignon endophyte de cette plante. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives en matière de production d’astine C, qui reste néanmoins très limitée en raison du faible taux de croissance du champignon endophyte. Au cours de cette étude, deux approches ont été développées parallèlement afin d’augmenter les taux de production de l’astine C. La première stratégie consistait à augmenter les rendements en optimisant la production homologue à partir de C. asteris. Dans cette optique, un système de culture a été établi afin de cultiver le champignon exclusivement sur un support en acier inoxydable. Ce mode de culture a favorisé à la fois le développement de la biomasse fongique et la production du composé d’intérêt. En vue d’optimiser ce procédé, l’impact de plusieurs paramètres de culture (modalité de préparation du support, type d’inoculum, pH de culture, et composition du milieu de culture) sur la production d’astine C a été évalué. Les paramètres de culture optimisés ont permis d’améliorer de nouveau les rendements en astine C, ce qui constitue une première étape dans le développement d’un procédé de production à l’échelle industrielle. En parallèle, des travaux ont été menés afin de développer un système de production hétérologue d’astine C chez la levure. Cette approche n’a pu être considérée qu’après avoir identifié, par le biais d’analyses bioinformatiques, les gènes impliqués dans la voie de biosynthèse de l’astine. Une fois ces gènes identifiés, une revue de la littérature a permis, entre autres, de dresser un bilan des outils moléculaires disponibles pour le clonage des larges séquences nucléiques codant pour les NRPSs, et de sélectionner des hôtes hétérologues appropriés. Des séquences complète ou partielle du gène codant pour l’astine synthétase ont été clonées respectivement chez Saccharomyces cerevisiae et Yarrowia lipolytica. Pour les deux levures considérées, une expression hétérologue a été constatée. Chez S. cerevisiae, la synthèse de la NRPS d’astine n’a pas pu être démontrée. En revanche, pour la première fois, la production d’une structure de type NRPS chez Y. lipolytica a pu être mise en évidence. Bien qu’aucun peptide nonribosomique n’ait été détecté, cette étude a permis de lever une partie des verrous limitant le développement d’un mode de production hétérologue d’astine chez la levure.
Astin C is a cyclic peptide assembled through a nonribosomal mechanism by a NonRibosomal Peptide Synthetase (NRPS). This nonribosomal peptide displays promising therapeutic properties including anti-tumor and anti-inflammatory activities. For decades, this compound was only extracted from the roots of Aster tataricus, a well-known plant in traditionnal japanese and chinese medicine. Recently, Cyanodermella asteris, a fungal endophyte of this plant, was demonstrated to be able to synthesize astin C. This discovery offers new opportunities for the production of this compound of interest. Nonetheless the very low growth rate of this endophytic fungus is an obstacle limiting the astin C production. In this study, two distinct approaches were conjointly considered to upscale the production rate of this compound. The first strategy was related to an optimization of the homologous production from C. asteris. For this purpose, an innovative cultivation system has been developed enabling to grow the fungus exclusively on a stainless steel support. This cultivation condition turned out to be favorable both for the fungal biomass development and for the astin C production. In order to further optimize this process, the effects of several culture parameters (i.e. support pre-treatment procedure, inoculum type, pH, medium composition) on the astin C production rates was investigated. Under optimized conditions, astin C yields were further enhanced, constituting a first step towards the development of an astin C production process at industrial scale. Meanwhile, a study was conducted in order to develop a heterologous expression system for astin C production in yeast. The identification, through bioinformatics analyses, of the genes involved in the astin biosynthesis was a precondition for the development of this approach. Once these genes have been identified, a literature review has enabled to compile the molecular tools applicable for the cloning of NRPS long lenght sequence, and to select a proper host to heterologously express them. The whole sequence or a truncated one have been transfered respectively to Saccharomyces cerevisiae or Yarrowia lipolytica. In boh considered yeasts, a heterologous expression of the foreign sequences was confirmed. In S. cerevisiae, the synthesis of the astin NRPS could not be demonstrated. On the other hand, in Y. lipolytica, for the first time, the production of a NRPS-type structure was detected. Although no nonribosomal peptide was detected, this study enabled to overcome several of the hurdles limiting the development of a astin heterologous production way in yeast.
L’astine C est un peptide cyclique assemblé au cours d’un mécanisme nonribosomique par une synthétase dite NRPS (NonRibosomal Peptide Synthetase). Ce peptide nonribosomique possède des propriétés thérapeutiques intéressantes avec notamment des activités anti-tumorale et anti-inflammatoire. Jusqu’ici ce composé était exclusivement extrait à partir des racines d’Aster tataricus, une plante utilisée traditionnellement en médecine japonaise et chinoise. Récemment, une production d’astine C a été mise en évidence chez Cyanodermella asteris, un champignon endophyte de cette plante. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives en matière de production d’astine C, qui reste néanmoins très limitée en raison du faible taux de croissance du champignon endophyte. Au cours de cette étude, deux approches ont été développées parallèlement afin d’augmenter les taux de production de l’astine C. La première stratégie consistait à augmenter les rendements en optimisant la production homologue à partir de C. asteris. Dans cette optique, un système de culture a été établi afin de cultiver le champignon exclusivement sur un support en acier inoxydable. Ce mode de culture a favorisé à la fois le développement de la biomasse fongique et la production du composé d’intérêt. En vue d’optimiser ce procédé, l’impact de plusieurs paramètres de culture (modalité de préparation du support, type d’inoculum, pH de culture, et composition du milieu de culture) sur la production d’astine C a été évalué. Les paramètres de culture optimisés ont permis d’améliorer de nouveau les rendements en astine C, ce qui constitue une première étape dans le développement d’un procédé de production à l’échelle industrielle. En parallèle, des travaux ont été menés afin de développer un système de production hétérologue d’astine C chez la levure. Cette approche n’a pu être considérée qu’après avoir identifié, par le biais d’analyses bioinformatiques, les gènes impliqués dans la voie de biosynthèse de l’astine. Une fois ces gènes identifiés, une revue de la littérature a permis, entre autres, de dresser un bilan des outils moléculaires disponibles pour le clonage des larges séquences nucléiques codant pour les NRPSs, et de sélectionner des hôtes hétérologues appropriés. Des séquences complète ou partielle du gène codant pour l’astine synthétase ont été clonées respectivement chez Saccharomyces cerevisiae et Yarrowia lipolytica. Pour les deux levures considérées, une expression hétérologue a été constatée. Chez S. cerevisiae, la synthèse de la NRPS d’astine n’a pas pu être démontrée. En revanche, pour la première fois, la production d’une structure de type NRPS chez Y. lipolytica a pu être mise en évidence. Bien qu’aucun peptide nonribosomique n’ait été détecté, cette étude a permis de lever une partie des verrous limitant le développement d’un mode de production hétérologue d’astine chez la levure.
Astin C is a cyclic peptide assembled through a nonribosomal mechanism by a NonRibosomal Peptide Synthetase (NRPS). This nonribosomal peptide displays promising therapeutic properties including anti-tumor and anti-inflammatory activities. For decades, this compound was only extracted from the roots of Aster tataricus, a well-known plant in traditionnal japanese and chinese medicine. Recently, Cyanodermella asteris, a fungal endophyte of this plant, was demonstrated to be able to synthesize astin C. This discovery offers new opportunities for the production of this compound of interest. Nonetheless the very low growth rate of this endophytic fungus is an obstacle limiting the astin C production. In this study, two distinct approaches were conjointly considered to upscale the production rate of this compound. The first strategy was related to an optimization of the homologous production from C. asteris. For this purpose, an innovative cultivation system has been developed enabling to grow the fungus exclusively on a stainless steel support. This cultivation condition turned out to be favorable both for the fungal biomass development and for the astin C production. In order to further optimize this process, the effects of several culture parameters (i.e. support pre-treatment procedure, inoculum type, pH, medium composition) on the astin C production rates was investigated. Under optimized conditions, astin C yields were further enhanced, constituting a first step towards the development of an astin C production process at industrial scale. Meanwhile, a study was conducted in order to develop a heterologous expression system for astin C production in yeast. The identification, through bioinformatics analyses, of the genes involved in the astin biosynthesis was a precondition for the development of this approach. Once these genes have been identified, a literature review has enabled to compile the molecular tools applicable for the cloning of NRPS long lenght sequence, and to select a proper host to heterologously express them. The whole sequence or a truncated one have been transfered respectively to Saccharomyces cerevisiae or Yarrowia lipolytica. In boh considered yeasts, a heterologous expression of the foreign sequences was confirmed. In S. cerevisiae, the synthesis of the astin NRPS could not be demonstrated. On the other hand, in Y. lipolytica, for the first time, the production of a NRPS-type structure was detected. Although no nonribosomal peptide was detected, this study enabled to overcome several of the hurdles limiting the development of a astin heterologous production way in yeast.
14-11-2019
14-11-2019
Thèse
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Étude des microARNs dans les vésicules extracellulaires microgliales : signatures et neuroprotection
Étude des microARNs dans les vésicules extracellulaires microgliales : signatures et neuroprotection


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Dans le Système Nerveux Central (SNC), les cellules gliales influencent les activités neuronales. Les cellules microgliales, cellules immunitaires résidentes du SNC, contrôlent grandement l’état neuroinflammatoire. Ce contrôle est particulièrement important dans les fonctions physiologiques et s’avère souvent défectueux dans les neuropathologies. Les cellules microgliales sont en relation avec le microenvironnement cérébral et communiquent avec les autres types cellulaires (astrocytes, oligodendrocytes et neurones) afin de contrôler l’état neuroinflammatoire. Parmi les différents modes de communication intercellulaire au sein du SNC, les vésicules extracellulaires (VEs) interviennent largement dans les processus physiologiques (développement, homéostasie…) et pathologiques (maladies neurodégénératives…). C’est pourquoi, ce mode de communication a été étudié dans le dialogue entre la microglie et les neurones chez la sangsue Hirudo medicinalis. Cet annélide est un modèle intéressant de neurobiologie grâce à la structure linéaire de son système nerveux et à l’organisation de ses types cellulaires. Il permet l’étude du dialogue entre les cellules microgliales et les neurones au niveau d’une lésion expérimentale. Dans un premier temps, les résultats ont montré que les cellules microgliales interagissent avec les neurones lors d’une lésion du SNC et que des VEs sont libérées au niveau de cette lésion. De plus, les cellules microgliales produisent des VEs qui interagissent avec les neurones et délivrent un effet neurotrophique in vitro sur des neurones de sangsue et de rat. Dans un deuxième temps, la complexité des composés vésiculaires ainsi que des impératifs d’efficacité liés aux méthodes d’isolement nous ont conduits à développer l’analyse protéomique non ciblée et à grande échelle afin de valider les fractions positives en VEs mais aussi identifier leurs signatures protéiques biologiquement actives. Dans une dernière partie, nous nous sommes intéressés aux microARNs (miARNs) contenus dans les VEs microgliales. Les résultats ont permis l’identification de 6 miARNs dans les VEs microgliales, dont un seul, miR-146a, est décrit à ce jour dans le SNC chez les mammifères. Dans un contexte de dialogue neuroprotecteur entre VEs microgliales et neurones, les analyses neuronales ont prédit des ARNm potentiellement régulés par les miARNs contenus dans les VEs. Ces 6 miARNs ont également été identifiés dans les VEs issues de microglie de souris, de rat et humaine. Dans leur ensemble, les résultats montrent que les cellules microgliales chez la sangsue produisent des VEs, ayant un effet neurotrophique sur les neurones, y compris des neurones de rat. L’identification des molécules présentes dans ces VEs (protéines et miARNs) a permis de soulever des perspectives sur les mécanismes neuroprotecteurs supportant ce dialogue microglie-neurone qu’il sera intéressant d’examiner chez les mammifères dans un contexte de lésion nerveuse.
In the Central Nervous System (CNS), the glial cells influence neuronal activities. The microglial cells, resident immune cells of the CNS, greatly control the neuroinflammatory state. This control is particularly important in physiological functions and is often defective in neuropathologies. The microglial cell activities depend on the brain microenvironment and they communicate with other cell types (astrocytes, oligodendrocytes and neurons) to control the neuroinflammatory state. Among the different mechanisms of intercellular communication within the CNS, extracellular vesicles (EVs) play a major role in physiological processes (development, homeostasis, etc.) and pathological processes (neurodegenerative diseases, etc.). Therefore, this mode of communication was studied in the dialogue between microglia and neurons in the leech Hirudo medicinalis. This annelid is an interesting model of neurobiology thanks to the linear structure of its nervous system and the organization of its cell types. It allows the study of the dialogue between microglial cells and neurons at the level of an experimental lesion. At first, the results showed that microglial cells interact with neurons during CNS injury and that EVs are released at the level of this lesion. In addition, microglial cells produce EVs that interact with neurons and deliver a neurotrophic effect in vitro on leech and rat neurons. In a second step, the complexity of the vesicular compounds as well as efficiency requirements related to the isolation methods led us to develop the non-targeted proteomic analysis on a large scale in order to validate the positive EV fractions but also to identify their biologically active protein signatures. In a last part, we were interested in the microRNAs (miRNAs) contained in microglial EVs. The results allowed the identification of 6 miRNAs in microglial EVs, of which only one, miR-146a, is described to date in the mammalian CNS. In a context of neuroprotective dialogue between microglial EVs and neurons, the analysis of neuronal protein signatures predicted mRNAs potentially regulated by miRNAs contained in EVs. These 6 miRNAs were also identified in EVs derived from mouse, rat and human microglia. Overall, the results show that microglial cells in the leech produce EVs, exerting a neurotrophic effect on neurons, including rat neurons. The identification of the molecules present in these microglial EVs (proteins and miRNAs) made it possible to raise perspectives on the neuroprotective mechanisms supporting this microglia-neuron dialogue that will be interesting to examine in mammals in a context of nerve injury.
Dans le Système Nerveux Central (SNC), les cellules gliales influencent les activités neuronales. Les cellules microgliales, cellules immunitaires résidentes du SNC, contrôlent grandement l’état neuroinflammatoire. Ce contrôle est particulièrement important dans les fonctions physiologiques et s’avère souvent défectueux dans les neuropathologies. Les cellules microgliales sont en relation avec le microenvironnement cérébral et communiquent avec les autres types cellulaires (astrocytes, oligodendrocytes et neurones) afin de contrôler l’état neuroinflammatoire. Parmi les différents modes de communication intercellulaire au sein du SNC, les vésicules extracellulaires (VEs) interviennent largement dans les processus physiologiques (développement, homéostasie…) et pathologiques (maladies neurodégénératives…). C’est pourquoi, ce mode de communication a été étudié dans le dialogue entre la microglie et les neurones chez la sangsue Hirudo medicinalis. Cet annélide est un modèle intéressant de neurobiologie grâce à la structure linéaire de son système nerveux et à l’organisation de ses types cellulaires. Il permet l’étude du dialogue entre les cellules microgliales et les neurones au niveau d’une lésion expérimentale. Dans un premier temps, les résultats ont montré que les cellules microgliales interagissent avec les neurones lors d’une lésion du SNC et que des VEs sont libérées au niveau de cette lésion. De plus, les cellules microgliales produisent des VEs qui interagissent avec les neurones et délivrent un effet neurotrophique in vitro sur des neurones de sangsue et de rat. Dans un deuxième temps, la complexité des composés vésiculaires ainsi que des impératifs d’efficacité liés aux méthodes d’isolement nous ont conduits à développer l’analyse protéomique non ciblée et à grande échelle afin de valider les fractions positives en VEs mais aussi identifier leurs signatures protéiques biologiquement actives. Dans une dernière partie, nous nous sommes intéressés aux microARNs (miARNs) contenus dans les VEs microgliales. Les résultats ont permis l’identification de 6 miARNs dans les VEs microgliales, dont un seul, miR-146a, est décrit à ce jour dans le SNC chez les mammifères. Dans un contexte de dialogue neuroprotecteur entre VEs microgliales et neurones, les analyses neuronales ont prédit des ARNm potentiellement régulés par les miARNs contenus dans les VEs. Ces 6 miARNs ont également été identifiés dans les VEs issues de microglie de souris, de rat et humaine. Dans leur ensemble, les résultats montrent que les cellules microgliales chez la sangsue produisent des VEs, ayant un effet neurotrophique sur les neurones, y compris des neurones de rat. L’identification des molécules présentes dans ces VEs (protéines et miARNs) a permis de soulever des perspectives sur les mécanismes neuroprotecteurs supportant ce dialogue microglie-neurone qu’il sera intéressant d’examiner chez les mammifères dans un contexte de lésion nerveuse.
In the Central Nervous System (CNS), the glial cells influence neuronal activities. The microglial cells, resident immune cells of the CNS, greatly control the neuroinflammatory state. This control is particularly important in physiological functions and is often defective in neuropathologies. The microglial cell activities depend on the brain microenvironment and they communicate with other cell types (astrocytes, oligodendrocytes and neurons) to control the neuroinflammatory state. Among the different mechanisms of intercellular communication within the CNS, extracellular vesicles (EVs) play a major role in physiological processes (development, homeostasis, etc.) and pathological processes (neurodegenerative diseases, etc.). Therefore, this mode of communication was studied in the dialogue between microglia and neurons in the leech Hirudo medicinalis. This annelid is an interesting model of neurobiology thanks to the linear structure of its nervous system and the organization of its cell types. It allows the study of the dialogue between microglial cells and neurons at the level of an experimental lesion. At first, the results showed that microglial cells interact with neurons during CNS injury and that EVs are released at the level of this lesion. In addition, microglial cells produce EVs that interact with neurons and deliver a neurotrophic effect in vitro on leech and rat neurons. In a second step, the complexity of the vesicular compounds as well as efficiency requirements related to the isolation methods led us to develop the non-targeted proteomic analysis on a large scale in order to validate the positive EV fractions but also to identify their biologically active protein signatures. In a last part, we were interested in the microRNAs (miRNAs) contained in microglial EVs. The results allowed the identification of 6 miRNAs in microglial EVs, of which only one, miR-146a, is described to date in the mammalian CNS. In a context of neuroprotective dialogue between microglial EVs and neurons, the analysis of neuronal protein signatures predicted mRNAs potentially regulated by miRNAs contained in EVs. These 6 miRNAs were also identified in EVs derived from mouse, rat and human microglia. Overall, the results show that microglial cells in the leech produce EVs, exerting a neurotrophic effect on neurons, including rat neurons. The identification of the molecules present in these microglial EVs (proteins and miRNAs) made it possible to raise perspectives on the neuroprotective mechanisms supporting this microglia-neuron dialogue that will be interesting to examine in mammals in a context of nerve injury.
13-11-2019
13-11-2019
Thèse
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Propriétés biologiques d’hydrolysats protéiques en relation avec la régulation du métabolisme énergétique
Propriétés biologiques d’hydrolysats protéiques en relation avec la régulation du métabolisme énergétique


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L’augmentation de la population mondiale, l’amélioration des niveaux de vie font que la demande en protéines animales devrait doubler d’ici à 2050. Ceci aura pour conséquence l’augmentation de la surface des terres agricoles entrainant des effets néfastes sur le climat et la biodiversité. Il est urgent de mieux qualifier les protéines agroalimentaires et d’en diversifier les sources pour pallier aux problèmes liés à la demande mondiale en protéines. Le marché du pet food, connait également une croissance constante, du fait de l’augmentation de la population des chiens et chats, et d’une relation entre le maître et l’animal de plus en plus humanisée. Les conditions de vie s’en trouvent modifiées, ce qui génère souvent des troubles métaboliques chez le chat et le chien. La digestion gastro-intestinale des protéines a longtemps été considérée exclusivement pour son rôle de fourniture d’acides aminés ; néanmoins, de nombreux travaux ont mis en évidence l’implication de peptides bioactifs, générés au cours de la digestion, dans de nombreuses fonctions biologiques comme l’homéostasie énergétique. Ils modulent notamment la sécrétion des hormones intestinales telles que les cholécystokinines (CCK) et le Glucagon-Like Peptide 1 (GLP-1) qui sont des signaux de régulation à court terme de la prise alimentaire. L’objectif principal de cette thèse a été de mesurer les effets sur la régulation de l’homéostasie énergétique de deux hydrolysats protéiques, issus d’un criblage préalable (une source poisson, PWF et une source carnée, XVP 15035), pour une application pet food. Dans un premier temps, un modèle de digestion gastro-intestinale in vitro simulant la digestion du chien a été mis au point. Une étude a ensuite été menée afin de caractériser le devenir des hydrolysats au cours de la digestion in vitro et de déterminer l’effet de ces digestats sur la régulation de la prise alimentaire à court terme, d’une part par leur capacité à réguler la sécrétion des CCK et du GLP-1 produits par les cellules entéroendocrines, et d’autre part, par leur pouvoir d’inhibition de l’activité de l’enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP-IV) modulant l’activité du GLP-1. De nouveaux peptides bioactifs capables de stimuler la sécrétion des hormones intestinales et d’inhiber l’activité de la DPP-IV ont ensuite été identifiés grâce à des méthodes séparatives couplées à la spectrométrie de masse. Une étude in vivo, menée en parallèle chez le rat nourri en régime riche en graisse, a permis notamment de mettre en évidence l’effet inhibiteur de la prise alimentaire à court terme de l’hydrolysat PWF.
The increase in the world population and the improvement in living standards mean that the demand for animal protein is expected to double by 2050. This will result in an increase in the surface area of agricultural land, with negative effects on climate and biodiversity. There is an urgent need to better qualify agri-food proteins and diversify their sources to address the problems associated with global protein demand. The pet food market is also growing steadily, due to the increase in the population of dogs and cats, and an increasingly humanized relationship between the owner and the animal. As a result, living conditions have evolved, ultimately possibly leading to metabolic disorders in cats and dogs. Gastrointestinal digestion of proteins has long been considered exclusively for its role in providing amino acids; nevertheless, many studies have shown the involvement of protein-derived bioactive peptides, generated during digestion, in many biological functions such as energy homeostasis. They modulate the secretion of intestinal hormones such as cholecystokinins (CCK) and Glucagon-Like Peptide 1 (GLP-1), which are short-term signals involved in the regulation of food intake. The main objective of this thesis was to measure the effects on the regulation of energy homeostasis of two protein hydrolysates, resulting from prior screening (a fish source, PWF and a meat source, XVP 15035), intended for the pet food applications. As a first step, an in vitro gastrointestinal digestion model simulating dog digestion was developed. A study was then conducted to characterize the fate of hydrolysates during in vitro digestion and to determine the effect of these digestates on the regulation of short-term food intake, both by their ability to regulate the secretion of CCKs and GLP-1 produced by enteroendocrine cells, and by their ability to inhibit the activity of the enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP-IV) modulating GLP-1 activity.Novel bioactive peptides able to stimulate the secretion of intestinal hormones and to inhibit the DPP-IV activity were then identified using separation methods coupled with mass spectrometry. An in vivo study, conducted in parallel in high-fat diet fed rats, revealed in particular the inhibitory effect of PWF hydrolysate on short term food intake.
L’augmentation de la population mondiale, l’amélioration des niveaux de vie font que la demande en protéines animales devrait doubler d’ici à 2050. Ceci aura pour conséquence l’augmentation de la surface des terres agricoles entrainant des effets néfastes sur le climat et la biodiversité. Il est urgent de mieux qualifier les protéines agroalimentaires et d’en diversifier les sources pour pallier aux problèmes liés à la demande mondiale en protéines. Le marché du pet food, connait également une croissance constante, du fait de l’augmentation de la population des chiens et chats, et d’une relation entre le maître et l’animal de plus en plus humanisée. Les conditions de vie s’en trouvent modifiées, ce qui génère souvent des troubles métaboliques chez le chat et le chien. La digestion gastro-intestinale des protéines a longtemps été considérée exclusivement pour son rôle de fourniture d’acides aminés ; néanmoins, de nombreux travaux ont mis en évidence l’implication de peptides bioactifs, générés au cours de la digestion, dans de nombreuses fonctions biologiques comme l’homéostasie énergétique. Ils modulent notamment la sécrétion des hormones intestinales telles que les cholécystokinines (CCK) et le Glucagon-Like Peptide 1 (GLP-1) qui sont des signaux de régulation à court terme de la prise alimentaire. L’objectif principal de cette thèse a été de mesurer les effets sur la régulation de l’homéostasie énergétique de deux hydrolysats protéiques, issus d’un criblage préalable (une source poisson, PWF et une source carnée, XVP 15035), pour une application pet food. Dans un premier temps, un modèle de digestion gastro-intestinale in vitro simulant la digestion du chien a été mis au point. Une étude a ensuite été menée afin de caractériser le devenir des hydrolysats au cours de la digestion in vitro et de déterminer l’effet de ces digestats sur la régulation de la prise alimentaire à court terme, d’une part par leur capacité à réguler la sécrétion des CCK et du GLP-1 produits par les cellules entéroendocrines, et d’autre part, par leur pouvoir d’inhibition de l’activité de l’enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP-IV) modulant l’activité du GLP-1. De nouveaux peptides bioactifs capables de stimuler la sécrétion des hormones intestinales et d’inhiber l’activité de la DPP-IV ont ensuite été identifiés grâce à des méthodes séparatives couplées à la spectrométrie de masse. Une étude in vivo, menée en parallèle chez le rat nourri en régime riche en graisse, a permis notamment de mettre en évidence l’effet inhibiteur de la prise alimentaire à court terme de l’hydrolysat PWF.
The increase in the world population and the improvement in living standards mean that the demand for animal protein is expected to double by 2050. This will result in an increase in the surface area of agricultural land, with negative effects on climate and biodiversity. There is an urgent need to better qualify agri-food proteins and diversify their sources to address the problems associated with global protein demand. The pet food market is also growing steadily, due to the increase in the population of dogs and cats, and an increasingly humanized relationship between the owner and the animal. As a result, living conditions have evolved, ultimately possibly leading to metabolic disorders in cats and dogs. Gastrointestinal digestion of proteins has long been considered exclusively for its role in providing amino acids; nevertheless, many studies have shown the involvement of protein-derived bioactive peptides, generated during digestion, in many biological functions such as energy homeostasis. They modulate the secretion of intestinal hormones such as cholecystokinins (CCK) and Glucagon-Like Peptide 1 (GLP-1), which are short-term signals involved in the regulation of food intake. The main objective of this thesis was to measure the effects on the regulation of energy homeostasis of two protein hydrolysates, resulting from prior screening (a fish source, PWF and a meat source, XVP 15035), intended for the pet food applications. As a first step, an in vitro gastrointestinal digestion model simulating dog digestion was developed. A study was then conducted to characterize the fate of hydrolysates during in vitro digestion and to determine the effect of these digestates on the regulation of short-term food intake, both by their ability to regulate the secretion of CCKs and GLP-1 produced by enteroendocrine cells, and by their ability to inhibit the activity of the enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP-IV) modulating GLP-1 activity.Novel bioactive peptides able to stimulate the secretion of intestinal hormones and to inhibit the DPP-IV activity were then identified using separation methods coupled with mass spectrometry. An in vivo study, conducted in parallel in high-fat diet fed rats, revealed in particular the inhibitory effect of PWF hydrolysate on short term food intake.
12-11-2019
12-11-2019
Thèse
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Espaces de modules des représentations Pfaffiennes de cubiques de dimension 3
Espaces de modules des représentations Pfaffiennes de cubiques de dimension 3


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Dimitri Markushevich et Alexander Tikhomirov ont décrit en 1999 une famille de fibrés vectoriels de rang 2 à cohomologie "naturelle", appelés instantons, sur une hypersurface cubique lisse X de P4. L'espace de modules M(X) de ces fibrés instantons s'identifie à un ouvert d'un tore complexe J(X) de dimension 5, la jacobienne intermédiaire de X. Stéphane Druel a donné en 2000 une description complète du bord de M(X) dans la compactification de Gieseker-Maruyama M̅ (X) paramétrant les faisceaux semistables de rang 2. Il se trouve que M̅ (X) n'est pas J(X), mais un éclatement de J(X). La question se pose si J(X), la compactification naturelle de M(X) dans la classe des variétés, s'interprète aussi comme une compactification dans la classe des espaces de modules d'objets quelconques liés à X. Cela sert de motivation pour la recherche d'autres compactifications de M(X) qui soient des espaces de modules. Une autre motivation pour ce problème est de trouver une compactification M̃ (X) de M(X) dont la relation à M̅ (X) soit similaire à celle, établie par Jun Li, pour les instantons sur des surfaces algébriques, entre les compactifications de Donaldson-Uhlenbeck et de Gieseker-Maruyama, dont la seconde est un éclatement de la première. Une troisième motivation est d'obtenir une compactification plus maniable que M̅ (X) au cas où X acquiert des singularités, car dans ce cas le bord de M̅ (X) devient intraitable. Enfin, en faisant varier les cubiques X dans la famille des sections hyperplanes d'une cubique Y de P5, les espaces M̃ (X) se collent en une variété portant une 2-forme holomorphe symplectique, d'où l'intérêt de la recherche d'un espace de modules compactifié susceptible d'être holomorphiquement symplectique. Dans la thèse on remplace les fibrés instantons par leurs résolutions localement libres antisymétriques sur P4, qui ne sont autres que les représentations des cubiques comme les pfaffiens des matrices antisymétriques de taille 6 de formes linéaires sur P4. Les espaces compactifiés M̃ (X) se situent dans le lieu des matrices GIT-semistables quotienté par le groupe GL(6). La (semi)stabilité des matrices antisymétriques de formes linéaires sur P4 se réduit à celle des systèmes P4 ("hyperwebs") dans l'espace P14 des formes alternés, ou encore à celle des quintuplets de matrices antisymétriques complexes de taille 6. Ce problème est étudié par une méthode similaire à celle de C.T.C.Wall, qu'il a développée pour les systèmes linéaires de quadriques. Des critères de (semi)stabilité dans le cas anti-symétrique sont obtenus, ainsi que la classification géométrique des hyperwebs (semi)stables en fonction de l'intersection de P4 avec la grassmannienne G(2,6) plongée dans P14 selon Plücker. L'espace des déformations de la résolution antisymétrique d'un faisceau dans le bord B(X0) de M̅ (X0) est étudié. En notant B, M, M̅ , M̃ la réunion des espaces B(X), M(X), M̅ (X), M̃ (X) respectivement, pour X parcourant une famille complète des déformations de X0, on montre que B est formée de deux diviseurs B', B'' et que M̅ est, aux points génériques de B', un éclatement d’ une sous-variété lisse dans M̃ . Conjecturalement le même résultat est valable sur B’. On peut donc considérer M̃ comme une sorte de compactification de Donaldson-Uhlenbeck de M.
In 1999, Dimitri Markushevich and Alexander Tikhomirov described a family of rank 2 vector bundles with “natural” cohomology on a smooth cubic hypersurface X of P 4, which they called instantons. The moduli space M(X) of instanton bundles is isomorphic to an open subset of the intermediate Jacobian J(X) of X, a 5 dimensional complex torus. In 2000, Druel gave a complete description of the boundary of M(X) in the Gieseker-Maruyama compactification (X) parametrizing semistable sheaves of rank 2. It turns out that (X) is not isomorphic to J(X) but to the blow up of J(X) along a smooth surface. A natural question arises whether J(X), the simplest compactification of M(X) in the class of varieties, can also be interpreted as a compactification in the class of moduli spaces of objects related to X. This question motivates the search for alternative compactifications of M(X) that are moduli spaces. Another motivation for this problem is to find a compactification (X) of M(X) whose relation with M(X) is similar to the one existing between the Donaldson-Uhlenbeck and the Gieseker-Maruyama compactifications of moduli spaces of instantons on algebraic surfaces. Jun Li proved that the latter is a blowup of the former. Yet another motivation is to obtain a compactification that is easier to handle on singular cubics, since in the singular case the boundary of (X) is intractable. Moreover, when the cubic X varies in the family of hyperplane sections of a cubic fourfold Y 5 , the spaces M(X) glue together into a manifold carrying a holomorphic symplectic 2-form. It is thus interesting to look for compactified moduli spaces that might be holomorphically symplectic. In the thesis we replace instanton bundles by their locally free skew-symmetric resolutions in P4. These are just the representations of cubics as the Pfaffians of 6 6 skew-symmetric matrices of linear forms. The compact moduli space (X) is contained in the GIT quotient of the locus of semistable matrices for the action of SL(6). The (semi)stability of skew-symmetric matrices of linear forms on P 4 reduces to the (semi)stability of 4 dimensional linear systems (hyperwebs) in the space P14 of skew- symmetric bilinear forms on C6 or else, to the (semi)stability of 5-tuples of complex skew-symmetric matrices of size 6. This problem is studied by a method similar to that applied by C.T.C.Wall to linear systems of quadrics. We obtain (semi)stability criteria in the skew-symmetric case and present a classification of semistable hyperwebs in terms of the possible intersections of P 4 with the Grassmannian Gr(2,6), embedded in P14 via the Plücker embedding. The space of deformations of a sheaf in the boundary B(X0) of M(X0) is studied. Denoting by B, M, , the union of the spaces B(X), M(X), respectively, for X varying in a complete family of deformations of X0, we prove that B is the union of two divisors B’ and B’’ and that at general points of B’, is the blowup of along a smooth subvariety. We conjecture that the same holds for B’’ . This allows us to consider as a sort of Donaldson-Uhlenbeck compactification of M.
Dimitri Markushevich et Alexander Tikhomirov ont décrit en 1999 une famille de fibrés vectoriels de rang 2 à cohomologie "naturelle", appelés instantons, sur une hypersurface cubique lisse X de P4. L'espace de modules M(X) de ces fibrés instantons s'identifie à un ouvert d'un tore complexe J(X) de dimension 5, la jacobienne intermédiaire de X. Stéphane Druel a donné en 2000 une description complète du bord de M(X) dans la compactification de Gieseker-Maruyama M̅ (X) paramétrant les faisceaux semistables de rang 2. Il se trouve que M̅ (X) n'est pas J(X), mais un éclatement de J(X). La question se pose si J(X), la compactification naturelle de M(X) dans la classe des variétés, s'interprète aussi comme une compactification dans la classe des espaces de modules d'objets quelconques liés à X. Cela sert de motivation pour la recherche d'autres compactifications de M(X) qui soient des espaces de modules. Une autre motivation pour ce problème est de trouver une compactification M̃ (X) de M(X) dont la relation à M̅ (X) soit similaire à celle, établie par Jun Li, pour les instantons sur des surfaces algébriques, entre les compactifications de Donaldson-Uhlenbeck et de Gieseker-Maruyama, dont la seconde est un éclatement de la première. Une troisième motivation est d'obtenir une compactification plus maniable que M̅ (X) au cas où X acquiert des singularités, car dans ce cas le bord de M̅ (X) devient intraitable. Enfin, en faisant varier les cubiques X dans la famille des sections hyperplanes d'une cubique Y de P5, les espaces M̃ (X) se collent en une variété portant une 2-forme holomorphe symplectique, d'où l'intérêt de la recherche d'un espace de modules compactifié susceptible d'être holomorphiquement symplectique. Dans la thèse on remplace les fibrés instantons par leurs résolutions localement libres antisymétriques sur P4, qui ne sont autres que les représentations des cubiques comme les pfaffiens des matrices antisymétriques de taille 6 de formes linéaires sur P4. Les espaces compactifiés M̃ (X) se situent dans le lieu des matrices GIT-semistables quotienté par le groupe GL(6). La (semi)stabilité des matrices antisymétriques de formes linéaires sur P4 se réduit à celle des systèmes P4 ("hyperwebs") dans l'espace P14 des formes alternés, ou encore à celle des quintuplets de matrices antisymétriques complexes de taille 6. Ce problème est étudié par une méthode similaire à celle de C.T.C.Wall, qu'il a développée pour les systèmes linéaires de quadriques. Des critères de (semi)stabilité dans le cas anti-symétrique sont obtenus, ainsi que la classification géométrique des hyperwebs (semi)stables en fonction de l'intersection de P4 avec la grassmannienne G(2,6) plongée dans P14 selon Plücker. L'espace des déformations de la résolution antisymétrique d'un faisceau dans le bord B(X0) de M̅ (X0) est étudié. En notant B, M, M̅ , M̃ la réunion des espaces B(X), M(X), M̅ (X), M̃ (X) respectivement, pour X parcourant une famille complète des déformations de X0, on montre que B est formée de deux diviseurs B', B'' et que M̅ est, aux points génériques de B', un éclatement d’ une sous-variété lisse dans M̃ . Conjecturalement le même résultat est valable sur B’. On peut donc considérer M̃ comme une sorte de compactification de Donaldson-Uhlenbeck de M.
In 1999, Dimitri Markushevich and Alexander Tikhomirov described a family of rank 2 vector bundles with “natural” cohomology on a smooth cubic hypersurface X of P 4, which they called instantons. The moduli space M(X) of instanton bundles is isomorphic to an open subset of the intermediate Jacobian J(X) of X, a 5 dimensional complex torus. In 2000, Druel gave a complete description of the boundary of M(X) in the Gieseker-Maruyama compactification (X) parametrizing semistable sheaves of rank 2. It turns out that (X) is not isomorphic to J(X) but to the blow up of J(X) along a smooth surface. A natural question arises whether J(X), the simplest compactification of M(X) in the class of varieties, can also be interpreted as a compactification in the class of moduli spaces of objects related to X. This question motivates the search for alternative compactifications of M(X) that are moduli spaces. Another motivation for this problem is to find a compactification (X) of M(X) whose relation with M(X) is similar to the one existing between the Donaldson-Uhlenbeck and the Gieseker-Maruyama compactifications of moduli spaces of instantons on algebraic surfaces. Jun Li proved that the latter is a blowup of the former. Yet another motivation is to obtain a compactification that is easier to handle on singular cubics, since in the singular case the boundary of (X) is intractable. Moreover, when the cubic X varies in the family of hyperplane sections of a cubic fourfold Y 5 , the spaces M(X) glue together into a manifold carrying a holomorphic symplectic 2-form. It is thus interesting to look for compactified moduli spaces that might be holomorphically symplectic. In the thesis we replace instanton bundles by their locally free skew-symmetric resolutions in P4. These are just the representations of cubics as the Pfaffians of 6 6 skew-symmetric matrices of linear forms. The compact moduli space (X) is contained in the GIT quotient of the locus of semistable matrices for the action of SL(6). The (semi)stability of skew-symmetric matrices of linear forms on P 4 reduces to the (semi)stability of 4 dimensional linear systems (hyperwebs) in the space P14 of skew- symmetric bilinear forms on C6 or else, to the (semi)stability of 5-tuples of complex skew-symmetric matrices of size 6. This problem is studied by a method similar to that applied by C.T.C.Wall to linear systems of quadrics. We obtain (semi)stability criteria in the skew-symmetric case and present a classification of semistable hyperwebs in terms of the possible intersections of P 4 with the Grassmannian Gr(2,6), embedded in P14 via the Plücker embedding. The space of deformations of a sheaf in the boundary B(X0) of M(X0) is studied. Denoting by B, M, , the union of the spaces B(X), M(X), respectively, for X varying in a complete family of deformations of X0, we prove that B is the union of two divisors B’ and B’’ and that at general points of B’, is the blowup of along a smooth subvariety. We conjecture that the same holds for B’’ . This allows us to consider as a sort of Donaldson-Uhlenbeck compactification of M.
12-11-2019
12-11-2019
Thèse
Thèse

Ecologie des plantes et des pollinisateurs dans les prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France : diversité des espèces et structure des réseaux d'interaction plantes-pollinisateurs
Ecologie des plantes et des pollinisateurs dans les prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France : diversité des espèces et structure des réseaux d'interaction plantes-pollinisateurs


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Dans le contexte actuel de crise de la biodiversité et des risques associés de dégradation des services écosystémiques, les réseaux plantes-pollinisateurs sont parmi les réseaux mutualistes les plus étudiés. Sans pollinisateurs, de nombreuses plantes sauvages et cultivées ne pourraient pas se reproduire. Il est important de comprendre les réseaux plantes-pollinisateurs si nous souhaitons empêcher la destruction des interactions de pollinisation et des services écosystémiques connexes. Dans ces réseaux, les espèces doivent être présentes au même endroit et au même moment pour interagir. En France, l'abondance, la richesse des plantes et des pollinisateurs diffèrent le long du gradient latitudinal, qui correspond aux variations naturelles de la biodiversité. Ces variations pourraient potentiellement affecter la structure du réseau. En outre, les réseaux d'interactions sont souvent décrits sur la base de données agrégées dans le temps, mais en réalité les interactions varient dans le temps. Les grands ensembles de données sur les interactions plantes-pollinisateurs, couvrant toute la saison de floraison ou plusieurs années et permettant des comparaisons pertinentes entre les réseaux le long du gradient environnemental, sont rares. En raison de leur complexité et de leur variation interannuelle, la plupart des études sur les réseaux mutualistes se sont concentrées sur la comparaison des mesures classiques des réseaux qui sont toutes influencées par la taille des réseaux (le nombre d'espèces). De plus, la plupart de ces réseaux sont fondés sur des interactions observées sur le terrain, ce qui fait que certains liens ne sont pas observés. Ainsi, ces réseaux représentent un sous-échantillon d'interactions possibles, ce qui nécessite l'élaboration de nouvelles approches méthodologiques pour mieux explorer les processus écologiques qui déterminent les interactions entre les espèces. L'objectif général de cette étude est de comprendre et d'aider à prédire les effets des changements environnementaux sur les communautés de plantes et de pollinisateurs en étudiant les associations plantes-pollinisateurs selon un gradient environnemental. Je fournis et analyse ici une nouvelle base de données constituée de données géolocalisées caractérisant les associations plantes-pollinisateurs au niveau de l'espèce, la variation spatiale de la structure des communautés et l'assemblage des traits, en me concentrant sur six prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France. J'ai d'abord comparé la variation de la diversité taxonomique dans l'espace (inter et intra-région) et dans le temps (tout au long de la saison). Ensuite, j'ai utilisé une nouvelle approche méthodologique pour comparer des réseaux de tailles différentes et pour étudier les conséquences des gradients environnementaux sur la probabilité d'interaction plante-pollinisateur. Pour comprendre à quel point notre vision des réseaux échantillonnés selon des méthodes classiques est déformée, j'ai construit des réseaux d'interaction plus complets en utilisant le pollen trouvé sur les insectes. Enfin, j'ai étudié le mécanisme de variation géographique des odeurs florales et les différences entre les populations liées à la variation de la communauté des pollinisateurs. En raison de la complexité et variabilité des interactions plantes-pollinisateurs, notre étude a souligné l'importance de tenir compte de toute la saison de floraison et de la période de vol des insectes, en utilisant des identifications au niveau de l'espèce, afin de démêler le rôle écologique des espèces et les variations du réseau. L'utilisation d'une nouvelle approche méthodologique nous a permis de faire des comparaisons de réseaux le long du gradient environnemental et de diversité en évitant des problèmes de circularité. La grande quantité de données fournies dans cette thèse a permis d'effectuer des comparaisons à différents niveaux, du réseau dans son ensemble aux variations entre populations d’une même espèce.
In the current context of biodiversity crisis and the associated risks of ecosystem service failure, plant-pollinator networks are among the most studied mutualistic networks. Without pollinators, many plants could not reproduce and set seed, and 70% of agricultural production directly depends on them. However, pollinating insects constitute some of the terrestrial taxa most affected by global changes. As such, understanding plant-pollinator networks is of particular relevance if we are to prevent catastrophic disruption of pollination interactions and associated ecosystem services. In plant-pollinator networks, species need to be present in the same site and at the same moment for interactions to occur. In France, plant and pollinator abundance, richness and presence differ along the latitudinal gradient, which correspond to natural variations in biodiversity, and these variations could potentially affect network structure. Moreover, interaction networks are often reported based on temporally aggregated data, but in truth pollination interactions are not static and vary in time, since different plant and pollinator species display different phenologies. Large datasets on plant-pollinator interactions which comprise the entire flowering season or multiple years and allow relevant comparisons among networks along environmental gradient are rare. Due to their complexity and variation among years, most studies of mutualistic networks have focused on predicting and comparing classic network metrics which are all influenced by network size, i.e. the number of plant and insect species. Furthermore, most of these networks are based on interactions observed in the field, and thus some existing links between species remain unobserved. As such, visit-based networks represent a subsample of possible interactions, which call for the development of new methodological approaches to better explore the ecological processes determining species interactions. The general aim of this study is to understand and help predict the effects of environmental changes on plant and pollinator communities by studying plant-pollinator associations along an environmental gradient. Here, I provide and analyse a new database made of geo-localized data characterizing plant-pollinator associations at the species level, spatial variation in community structure and trait assemblage, focusing on six different calcareous grasslands along a latitudinal gradient in France. I first compared the taxonomical diversity variation in space (between and within region) and time (along the season). Then, I used a new methodological approach to compare networks of different size and to study the consequences of environmental gradients on plant-pollinator interaction probability. To understand how much distorted is our vision of plant-pollinator networks sampled following classic methods, I built more complete interaction networks using the pollen found on insects. Finally, I studied the mechanism behind geographical variation of floral scents and among-populations differences linked to the variation in the pollinator community. Because of the complexity and variation of plant-pollinator interactions, our study highlighted the importance to consider the entire flowering season and insects flying period, using species-level identifications, to disentangle the ecological species' role and the network variations. The use of new methodological approach allowed us to make networks comparison along the environmental and diversity gradient avoiding data circularity. The high amount of data provided in this thesis permitted to make comparisons at different level, from the entire network to species-specific variation among-populations.
Dans le contexte actuel de crise de la biodiversité et des risques associés de dégradation des services écosystémiques, les réseaux plantes-pollinisateurs sont parmi les réseaux mutualistes les plus étudiés. Sans pollinisateurs, de nombreuses plantes sauvages et cultivées ne pourraient pas se reproduire. Il est important de comprendre les réseaux plantes-pollinisateurs si nous souhaitons empêcher la destruction des interactions de pollinisation et des services écosystémiques connexes. Dans ces réseaux, les espèces doivent être présentes au même endroit et au même moment pour interagir. En France, l'abondance, la richesse des plantes et des pollinisateurs diffèrent le long du gradient latitudinal, qui correspond aux variations naturelles de la biodiversité. Ces variations pourraient potentiellement affecter la structure du réseau. En outre, les réseaux d'interactions sont souvent décrits sur la base de données agrégées dans le temps, mais en réalité les interactions varient dans le temps. Les grands ensembles de données sur les interactions plantes-pollinisateurs, couvrant toute la saison de floraison ou plusieurs années et permettant des comparaisons pertinentes entre les réseaux le long du gradient environnemental, sont rares. En raison de leur complexité et de leur variation interannuelle, la plupart des études sur les réseaux mutualistes se sont concentrées sur la comparaison des mesures classiques des réseaux qui sont toutes influencées par la taille des réseaux (le nombre d'espèces). De plus, la plupart de ces réseaux sont fondés sur des interactions observées sur le terrain, ce qui fait que certains liens ne sont pas observés. Ainsi, ces réseaux représentent un sous-échantillon d'interactions possibles, ce qui nécessite l'élaboration de nouvelles approches méthodologiques pour mieux explorer les processus écologiques qui déterminent les interactions entre les espèces. L'objectif général de cette étude est de comprendre et d'aider à prédire les effets des changements environnementaux sur les communautés de plantes et de pollinisateurs en étudiant les associations plantes-pollinisateurs selon un gradient environnemental. Je fournis et analyse ici une nouvelle base de données constituée de données géolocalisées caractérisant les associations plantes-pollinisateurs au niveau de l'espèce, la variation spatiale de la structure des communautés et l'assemblage des traits, en me concentrant sur six prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France. J'ai d'abord comparé la variation de la diversité taxonomique dans l'espace (inter et intra-région) et dans le temps (tout au long de la saison). Ensuite, j'ai utilisé une nouvelle approche méthodologique pour comparer des réseaux de tailles différentes et pour étudier les conséquences des gradients environnementaux sur la probabilité d'interaction plante-pollinisateur. Pour comprendre à quel point notre vision des réseaux échantillonnés selon des méthodes classiques est déformée, j'ai construit des réseaux d'interaction plus complets en utilisant le pollen trouvé sur les insectes. Enfin, j'ai étudié le mécanisme de variation géographique des odeurs florales et les différences entre les populations liées à la variation de la communauté des pollinisateurs. En raison de la complexité et variabilité des interactions plantes-pollinisateurs, notre étude a souligné l'importance de tenir compte de toute la saison de floraison et de la période de vol des insectes, en utilisant des identifications au niveau de l'espèce, afin de démêler le rôle écologique des espèces et les variations du réseau. L'utilisation d'une nouvelle approche méthodologique nous a permis de faire des comparaisons de réseaux le long du gradient environnemental et de diversité en évitant des problèmes de circularité. La grande quantité de données fournies dans cette thèse a permis d'effectuer des comparaisons à différents niveaux, du réseau dans son ensemble aux variations entre populations d’une même espèce.
In the current context of biodiversity crisis and the associated risks of ecosystem service failure, plant-pollinator networks are among the most studied mutualistic networks. Without pollinators, many plants could not reproduce and set seed, and 70% of agricultural production directly depends on them. However, pollinating insects constitute some of the terrestrial taxa most affected by global changes. As such, understanding plant-pollinator networks is of particular relevance if we are to prevent catastrophic disruption of pollination interactions and associated ecosystem services. In plant-pollinator networks, species need to be present in the same site and at the same moment for interactions to occur. In France, plant and pollinator abundance, richness and presence differ along the latitudinal gradient, which correspond to natural variations in biodiversity, and these variations could potentially affect network structure. Moreover, interaction networks are often reported based on temporally aggregated data, but in truth pollination interactions are not static and vary in time, since different plant and pollinator species display different phenologies. Large datasets on plant-pollinator interactions which comprise the entire flowering season or multiple years and allow relevant comparisons among networks along environmental gradient are rare. Due to their complexity and variation among years, most studies of mutualistic networks have focused on predicting and comparing classic network metrics which are all influenced by network size, i.e. the number of plant and insect species. Furthermore, most of these networks are based on interactions observed in the field, and thus some existing links between species remain unobserved. As such, visit-based networks represent a subsample of possible interactions, which call for the development of new methodological approaches to better explore the ecological processes determining species interactions. The general aim of this study is to understand and help predict the effects of environmental changes on plant and pollinator communities by studying plant-pollinator associations along an environmental gradient. Here, I provide and analyse a new database made of geo-localized data characterizing plant-pollinator associations at the species level, spatial variation in community structure and trait assemblage, focusing on six different calcareous grasslands along a latitudinal gradient in France. I first compared the taxonomical diversity variation in space (between and within region) and time (along the season). Then, I used a new methodological approach to compare networks of different size and to study the consequences of environmental gradients on plant-pollinator interaction probability. To understand how much distorted is our vision of plant-pollinator networks sampled following classic methods, I built more complete interaction networks using the pollen found on insects. Finally, I studied the mechanism behind geographical variation of floral scents and among-populations differences linked to the variation in the pollinator community. Because of the complexity and variation of plant-pollinator interactions, our study highlighted the importance to consider the entire flowering season and insects flying period, using species-level identifications, to disentangle the ecological species' role and the network variations. The use of new methodological approach allowed us to make networks comparison along the environmental and diversity gradient avoiding data circularity. The high amount of data provided in this thesis permitted to make comparisons at different level, from the entire network to species-specific variation among-populations.
08-11-2019
08-11-2019
Thèse
Thèse

Adaptation, régression et expansion en limite d’aire de répartition
Adaptation, régression et expansion en limite d’aire de répartition


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Les changements globaux observés au cours des dernières décennies peuvent être à l'origine de déplacements de l'aire de répartition géographique d’espèces biologiques. L'adaptabilité et la plasticité phénotypique conditionnent ces changements. La démographie des espèces et leurs capacités de dispersion déterminent leur capacité à coloniser des sites nouvellement favorables. Dans le cas de modification de répartition géographique, on peut s'attendre à observer le long de l’aire de répartition une variation des traits d’histoire de vie en relation avec la dynamique observée. En effet, la survie, la reproduction ainsi que la capacité de dispersion déterminent la réussite ou l’échec de l’implantation et du maintien d’une population. Les attendus théoriques prévoient alors qu’elles soient maximisées sur des fronts de colonisation. De fait, un faible taux de recrutement, une limitation en partenaires sexuels et la dépression de consanguinité, parmi d’autres facteurs, peuvent entrainer un déclin des populations, des extinctions locales, ou des échecs de colonisation. Sur des fronts de colonisation, on s’attend donc à observer une augmentation des capacités de dispersion et du taux d’autofécondation, une phénologie avancée, ainsi qu’une fécondité supérieure par rapport au centre de l’aire de répartition. Sur des fronts de rétractation, on peut s’attendre à une augmentation du taux d’autofécondation et à un investissement supérieur dans la survie, par rapport aux populations centrales. Comprendre l’évolution des traits d’histoire de vie en fonction de la dynamique des aires de répartition des espèces est donc primordial pour mieux comprendre l’évolution future de la biodiversité. Dans ce contexte, les variations spatiales de traits d’histoire de vie ont été caractérisées pour quatre espèces végétales en expansion ou en retrait dans le nord de la France : la Claytonie perfoliée (Claytonia perfoliata), la Cochléaire du Danemark (Cochlearia danica), le Crithme maritime (Crithmum maritimum) et la Pensée des dunes (Viola tricolor subsp. curtisii). Ces variations de traits d’histoire de vie ont été étudiées du centre vers la limite de leurs aires de répartition par le biais de mesures phénotypiques en milieu naturel et en jardin commun, et d’analyses de structure génétique spatiale pour deux espèces. La dynamique de répartition de ces quatre espèces s’explique par des facteurs qui sont propres à la biologie de chacune, en interaction avec leur environnement. La Claytonie et la Cochléaire, toutes deux en expansion, présentent une forte pression de propagules sur leurs fronts de colonisation : tandis que la Claytonie présente un taux de germination plus important en limite d’aire de répartition, la Cochléaire présente quant à elle une augmentation de ses capacités de dispersion dans les populations de limite d’aire. Le Crithme maritime, en expansion dans la région, ne montre aucune variation de ses traits d’histoire de vie le long de son aire de répartition. De fait, toutes les populations montrent une forte capacité de colonisation, et l’analyse de la structure génétique spatiale de l’espèce indique un apport conséquent de migrants depuis et vers toutes les populations, via une dispersion à longue distance des diaspores. La Pensée des dunes, espèce en rétractation, montre une augmentation des niveaux d’autofécondation dans ses populations de limite d’aire, ce qui pourrait lui conférer une certaine assurance pour la reproduction. Toutefois, l’investissement reproducteur moins important dans ces populations pourrait, à long terme, nuire à leur persistance. Au final, si chaque espèce montre des variations de traits d’histoire de vie conformes aux prédictions théoriques, aucune de ces prédictions ne s’applique à toutes les espèces. Il n’existe donc pas de syndrome évolutif de limite de répartition géographique et les réponses des espèces dépendent de leur biologie. Ces résultats ont donc des implications particulièrement appliquées en biologie de la conservation ainsi que pour la réalisation de projections de changements d’aire de répartition géographique.
Ongoing global changes may lead to shifts in the geographical range of biological species. Adaptive evolution and phenotypic plasticity will determine these shifts. The demography of the species and their dispersal capacities will also determine their ability to colonize newly favourable habitats. When geographical distributions are shifting, one can expect a variation in life history traits across the geographic range. Indeed, survival, reproduction and dispersal capacity will determine the success or failure of population establishment and persistence. These traits are thus theoretically expected to be maximized on colonization fronts because low recruitment rates, mate limitation and inbreeding depression, among other factors, can lead to population decline, local extinction, or colonization failure. On colonization fronts, we therefore expect to observe an increase in dispersal capacities and self-fertilization rate, advanced phenology, and higher fertility compared to populations located in the central part of the range. On retraction fronts, mate limitation can also drive selection for increased self-fertilization, and worsening habitat conditions can lead to higher investment in survival as compared to central populations. Understanding the evolution of life history traits in relation to species range dynamics is therefore essential to better understand the future evolution of biodiversity in the Anthropocene. In this context, spatial variations of life history traits were characterized for four plant species that show expansion or retraction fronts in northern France: Miner’ lettuce (Claytonia perfoliata), Danish scurvygrass (Cochlearia danica), Rock samphire (Crithmum maritimum) and Dune pansy (Viola tricolor subsp. curtisii). Variations of life history traits were surveyed from the core to the edge of their geographic ranges by using phenotypic measurements in the natural environment and in the common garden and by analysing the spatial genetic structure for a subset of two species. The geographical range dynamics of these focal species were explained by species-specific factors in interaction with their respective environment. Miner’s lettuce and Danish scurvygrass, both expanding in northern France, showed high propagule pressure on their colonization fronts: while Miner’s lettuce exhibited a higher germination rate at the edge of its range, marginal populations of Danish scurvygrass showed an increase in dispersal capacities. Rock samphire, which is expanding northwards, showed no variation in its life history traits along its geographical range. All populations may show a high capacity for successful colonization and analyses of spatial genetic structure indicated large amount of gene flow among populations via long-distance dispersal events of diaspores. Lastly, the retracting populations of Dune pansy showed an increase in selfing rate that may provide some reproductive assurance. However, their lower reproductive output could threaten their long-term persistence. Altogether, while each species shows variations in life history traits consistent with theoretical predictions, trait variations appeared to be idiosyncratic. This suggested that no common evolutionary syndrome occurred in expanding or receding range edges and that species' responses mostly depend on their specific biology. These results have therefore important implications relevant to conservation biology and to forecasting of geographical range shifts under rapidly changing environments.
Les changements globaux observés au cours des dernières décennies peuvent être à l'origine de déplacements de l'aire de répartition géographique d’espèces biologiques. L'adaptabilité et la plasticité phénotypique conditionnent ces changements. La démographie des espèces et leurs capacités de dispersion déterminent leur capacité à coloniser des sites nouvellement favorables. Dans le cas de modification de répartition géographique, on peut s'attendre à observer le long de l’aire de répartition une variation des traits d’histoire de vie en relation avec la dynamique observée. En effet, la survie, la reproduction ainsi que la capacité de dispersion déterminent la réussite ou l’échec de l’implantation et du maintien d’une population. Les attendus théoriques prévoient alors qu’elles soient maximisées sur des fronts de colonisation. De fait, un faible taux de recrutement, une limitation en partenaires sexuels et la dépression de consanguinité, parmi d’autres facteurs, peuvent entrainer un déclin des populations, des extinctions locales, ou des échecs de colonisation. Sur des fronts de colonisation, on s’attend donc à observer une augmentation des capacités de dispersion et du taux d’autofécondation, une phénologie avancée, ainsi qu’une fécondité supérieure par rapport au centre de l’aire de répartition. Sur des fronts de rétractation, on peut s’attendre à une augmentation du taux d’autofécondation et à un investissement supérieur dans la survie, par rapport aux populations centrales. Comprendre l’évolution des traits d’histoire de vie en fonction de la dynamique des aires de répartition des espèces est donc primordial pour mieux comprendre l’évolution future de la biodiversité. Dans ce contexte, les variations spatiales de traits d’histoire de vie ont été caractérisées pour quatre espèces végétales en expansion ou en retrait dans le nord de la France : la Claytonie perfoliée (Claytonia perfoliata), la Cochléaire du Danemark (Cochlearia danica), le Crithme maritime (Crithmum maritimum) et la Pensée des dunes (Viola tricolor subsp. curtisii). Ces variations de traits d’histoire de vie ont été étudiées du centre vers la limite de leurs aires de répartition par le biais de mesures phénotypiques en milieu naturel et en jardin commun, et d’analyses de structure génétique spatiale pour deux espèces. La dynamique de répartition de ces quatre espèces s’explique par des facteurs qui sont propres à la biologie de chacune, en interaction avec leur environnement. La Claytonie et la Cochléaire, toutes deux en expansion, présentent une forte pression de propagules sur leurs fronts de colonisation : tandis que la Claytonie présente un taux de germination plus important en limite d’aire de répartition, la Cochléaire présente quant à elle une augmentation de ses capacités de dispersion dans les populations de limite d’aire. Le Crithme maritime, en expansion dans la région, ne montre aucune variation de ses traits d’histoire de vie le long de son aire de répartition. De fait, toutes les populations montrent une forte capacité de colonisation, et l’analyse de la structure génétique spatiale de l’espèce indique un apport conséquent de migrants depuis et vers toutes les populations, via une dispersion à longue distance des diaspores. La Pensée des dunes, espèce en rétractation, montre une augmentation des niveaux d’autofécondation dans ses populations de limite d’aire, ce qui pourrait lui conférer une certaine assurance pour la reproduction. Toutefois, l’investissement reproducteur moins important dans ces populations pourrait, à long terme, nuire à leur persistance. Au final, si chaque espèce montre des variations de traits d’histoire de vie conformes aux prédictions théoriques, aucune de ces prédictions ne s’applique à toutes les espèces. Il n’existe donc pas de syndrome évolutif de limite de répartition géographique et les réponses des espèces dépendent de leur biologie. Ces résultats ont donc des implications particulièrement appliquées en biologie de la conservation ainsi que pour la réalisation de projections de changements d’aire de répartition géographique.
Ongoing global changes may lead to shifts in the geographical range of biological species. Adaptive evolution and phenotypic plasticity will determine these shifts. The demography of the species and their dispersal capacities will also determine their ability to colonize newly favourable habitats. When geographical distributions are shifting, one can expect a variation in life history traits across the geographic range. Indeed, survival, reproduction and dispersal capacity will determine the success or failure of population establishment and persistence. These traits are thus theoretically expected to be maximized on colonization fronts because low recruitment rates, mate limitation and inbreeding depression, among other factors, can lead to population decline, local extinction, or colonization failure. On colonization fronts, we therefore expect to observe an increase in dispersal capacities and self-fertilization rate, advanced phenology, and higher fertility compared to populations located in the central part of the range. On retraction fronts, mate limitation can also drive selection for increased self-fertilization, and worsening habitat conditions can lead to higher investment in survival as compared to central populations. Understanding the evolution of life history traits in relation to species range dynamics is therefore essential to better understand the future evolution of biodiversity in the Anthropocene. In this context, spatial variations of life history traits were characterized for four plant species that show expansion or retraction fronts in northern France: Miner’ lettuce (Claytonia perfoliata), Danish scurvygrass (Cochlearia danica), Rock samphire (Crithmum maritimum) and Dune pansy (Viola tricolor subsp. curtisii). Variations of life history traits were surveyed from the core to the edge of their geographic ranges by using phenotypic measurements in the natural environment and in the common garden and by analysing the spatial genetic structure for a subset of two species. The geographical range dynamics of these focal species were explained by species-specific factors in interaction with their respective environment. Miner’s lettuce and Danish scurvygrass, both expanding in northern France, showed high propagule pressure on their colonization fronts: while Miner’s lettuce exhibited a higher germination rate at the edge of its range, marginal populations of Danish scurvygrass showed an increase in dispersal capacities. Rock samphire, which is expanding northwards, showed no variation in its life history traits along its geographical range. All populations may show a high capacity for successful colonization and analyses of spatial genetic structure indicated large amount of gene flow among populations via long-distance dispersal events of diaspores. Lastly, the retracting populations of Dune pansy showed an increase in selfing rate that may provide some reproductive assurance. However, their lower reproductive output could threaten their long-term persistence. Altogether, while each species shows variations in life history traits consistent with theoretical predictions, trait variations appeared to be idiosyncratic. This suggested that no common evolutionary syndrome occurred in expanding or receding range edges and that species' responses mostly depend on their specific biology. These results have therefore important implications relevant to conservation biology and to forecasting of geographical range shifts under rapidly changing environments.
08-11-2019
08-11-2019
Thèse
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De la géométrie à l’arithmétique en théorie inverse de Galois
De la géométrie à l’arithmétique en théorie inverse de Galois


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Nous contribuons à la conjecture de Malle sur le nombre d'extensions galoisiennes finies E d'un corps de nombres K donné, de groupe de Galois G et dont la norme du discriminant est bornée par y. Nous établissons une minoration de ce nombre pour tout groupe fini G et sur tout corps de nombres K contenant un certain corps de nombres K'. Pour ce faire, on part d'une extension galoisienne régulière F/K(T) que l'on spécialise. On démontre une version forte du théorème d'Irréductibilté de Hilbert qui compte le nombre d'extensions spécialisées et pas seulement le nombre de points de spécialisation. Nous arrivons aussi à prescrire le comportement local en certains premiers des extensions spécialisées. En conséquence, on déduit de nouveaux résultats sur le problème local-global de Grunwald, en particulier pour certains groupes non résolubles. Afin d'arriver à nos fins, nous démontrons des résultats en géométrie diophantienne sur la recherche de points entiers sur des courbes algébriques.
We contribute to the Malle conjecture on the number of finite Galois extensions E of some number field K of Galois group G and of discriminant of norm bounded by y. We establish a lower bound for every group G and every number field K containing a certain number field K'. To achieve this goal, we start from a regular Galois extension F/K(T) that we specialize. We prove a strong version of the Hilbert Irreducibility Theorem which counts the number of specialized extensions and not only the specialization points. We can also prescribe the local behaviour of the specialized extensions at some primes. Consequently, we deduce new results on the local-global Grunwald problem, in particular for some non-solvable groups. To reach our goals, we prove some results in diophantine geometry about the number of integral points on an algebraic curve.
Nous contribuons à la conjecture de Malle sur le nombre d'extensions galoisiennes finies E d'un corps de nombres K donné, de groupe de Galois G et dont la norme du discriminant est bornée par y. Nous établissons une minoration de ce nombre pour tout groupe fini G et sur tout corps de nombres K contenant un certain corps de nombres K'. Pour ce faire, on part d'une extension galoisienne régulière F/K(T) que l'on spécialise. On démontre une version forte du théorème d'Irréductibilté de Hilbert qui compte le nombre d'extensions spécialisées et pas seulement le nombre de points de spécialisation. Nous arrivons aussi à prescrire le comportement local en certains premiers des extensions spécialisées. En conséquence, on déduit de nouveaux résultats sur le problème local-global de Grunwald, en particulier pour certains groupes non résolubles. Afin d'arriver à nos fins, nous démontrons des résultats en géométrie diophantienne sur la recherche de points entiers sur des courbes algébriques.
We contribute to the Malle conjecture on the number of finite Galois extensions E of some number field K of Galois group G and of discriminant of norm bounded by y. We establish a lower bound for every group G and every number field K containing a certain number field K'. To achieve this goal, we start from a regular Galois extension F/K(T) that we specialize. We prove a strong version of the Hilbert Irreducibility Theorem which counts the number of specialized extensions and not only the specialization points. We can also prescribe the local behaviour of the specialized extensions at some primes. Consequently, we deduce new results on the local-global Grunwald problem, in particular for some non-solvable groups. To reach our goals, we prove some results in diophantine geometry about the number of integral points on an algebraic curve.
06-11-2019
06-11-2019
Thèse
Thèse

Bio production à l’échelle pilote d’un hydrolysat peptidique à partir de sang entier bovin et porcin pour l’industrie du Petfood et l’alimentation animale : Identification et caractérisation des peptides actifs
Bio production à l’échelle pilote d’un hydrolysat peptidique à partir de sang entier bovin et porcin pour l’industrie du Petfood et l’alimentation animale : Identification et caractérisation des peptides actifs


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Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse.
Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin. The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L). The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population. The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.
Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse.
Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin. The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L). The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population. The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.
06-11-2019
06-11-2019
Thèse
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Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes
Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes


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Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
05-11-2019
05-11-2019
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10