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Probing the edge of protein (non)-structuration with NMR : a case study of the intrinsically disordered proteins human Tau and HCV NS5A, Graphical interpretation of Boolean operators for protein NMR assignments, Hepatitis C Virus NS5A Protein Is a Substrate for the Peptidyl-prolyl cis/trans Isomerase Activity of Cyclophilins A and B, Domain 3 of non-structural protein 5A from hepatitis C virus is natively unfolded, Towards an automated assignment of proteins of known structure

/ Verdegem, Dries, Dijkstra, Klaas, Hanoulle, Xavier, Hanoulle Xavier, Badillo, Aurélie, Wieruszeski, Jean-Michel, Lippens, Guy, Verdegem Dries / Journal of biomolecular NMR, Journal of biological chemistry, Biochemical and biophysical research communications, Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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De nombreuses protéines ou domaines de protéines sont intrinsèquement non structurés/désordonnés (IUPs), mais possèdent néanmoins des fonctions diverses et importantes in vivo. La technique de choix pour étudier les IUPs est la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Cependant, pour obtenir de l'information à partir des différentes expériences de RMN possibles, les spectres doivent d'abord être attribués. Pour faciliter cette attribution, un outil graphique, semi-automatique qui utilise le concept des plans produit et somme a été développé. Cet outil a permis l'étude de deux IUPs individuelles, Tau et NS5A VHC. Les résonances RMN du squelette et des Cb ont été attribuées entièrement pour deux fragments de Tau (F3 et F5) et partiellement pour Tau entier P301L. Ces attributions RMN de Tau pourraient mener à davantage de compréhension sur le comportement structural de cette protéine quand elle se lie à, ou polymérise des microtubules. Aussi la formation des agrégés de Tau, qui est une des caractéristiques de la maladie d'Alzheimer, pourrait être étudiée plus en détail. Dans un deuxième temps, la protéine non structurale 5A (NS5A) du virus de l'Hépatite C (VHC) a été étudiée. Les propriétés structurales du deuxième et troisième domaine (sur trois) de cette protéine ont été évaluées. De la structure hélice alpha résiduelle a été observée, ce qui pourrait indiquer des régions prédisposées à interagir avec d'autres partenaires cellulaires. On a également examiné l'interaction entre CypA et CypB et les domaines D2 et D3 de NS5A, car ces PPIases pourraient jouer un rôle dans la réplication de VHC

Étude du devenir du cadmium dans un sédiment de curage fortement contaminé et des mécanismes d’accumulation du cadmium chez Arabidopsis halleri, Cd localization and compartmentalization in the hyperaccumulator Arabidopsis halleri studied by autoradiography

/ Huguet, Stéphanie, Bert, Valérie, Laboudigue, Agnès, Barthès, Véronique, Isaure, Marie-Pierre, Sarret, Géraldine, Huguet Stéphanie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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La maintenance des voies navigables par dragage génère de grands volumes de sédiments, souvent contaminés en métaux. Pour certains d’entre eux, un traitement par phytoextraction pourrait être envisagé. Le premier volet de ce travail vise à étudier le devenir du Cd présent dans un sédiment de curage contaminé par des métaux lors de la culture d’A. halleri, plante hyperaccumulatrice de Zn et Cd. Pour cela, un suivi des teneurs en Cd a été réalisé dans le sédiment, les parties aériennes de la plante et les lixiviats lors de la culture en pot. La présence de plantes diminue la quantité de Cd lixivié, mais ne modifie ni la fraction échangeable ni le pool phytodisponible en Cd. La spéciation a été étudiée par spectroscopie EXAFS et µXANES, la localisation par µXRF et MEB-EDX, et la biodisponibilité par DGT et extraction au Ca(NO3)2. Avant culture, le Cd est présent sous forme d’un sulfure mixte de Zn, Cd et Fe. Après 5 mois de culture, cette espèce est totalement oxydée en présence de plantes et presque totalement dans les pots sans plante. Les espèces de Cd néoformées sont des complexes Cd-acides organiques et du Cd-phosphate. Le second volet de ce travail porte sur les mécanismes d’accumulation du Cd dans les parties aériennes d’A. halleri. Après culture en hydroponie, l’analyse des parties aériennes par autoradiographie en utilisant 109Cd montre que le métal est transféré aussi bien dans les feuilles jeunes que les matures, ces dernières montrant un enrichissement des tissus périphériques. L’analyse des feuilles par spectroscopie EXAFS a montré que le Cd était lié principalement à des ligands organiques de type COOH/OH, et de façon minoritaire à des ligands de type thiols.

Étude lipidomique et développements en imagerie MALDI des lipides : application à la régénération du système nerveux central d'Hirudo medicinalis, Improving Tissue Preparation for Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry Imaging. Part 1: Using Microspotting, New developments for lipids MALDI mass spectrometry imaging: dye assisted laser desorption ionsation mass spectrometry (DALDI), Cannabinoid control of microglia migration to lesions in the leech CNS, Cross-talk between the CB2-like receptor and nitric oxide systems in the injured leech brain: involvement of the endocannabinoid 2AG in microglia recruitment at the injured site, MALDI Imaging Mass Spectrometry. State of the art technology in clinical proteomics, MALDI Imaging Mass Spectrometry in ovarian cancer

/ Franck, Julien, Arafah, Karim, Barnes, Alan, El Ayed, Mohamed, Buob, David, Lipitz, Jeffrey B., Zhou, Xianchong, Desmons, Annie, Vizioli, Jacopo, Elayed, Mohamed, Bonnel, David, Vergara, Daniele, Arafah Karim / Analytical chemistry, Journal of proteome research, Journal of Neuroscience, Molecular & cellular proteomics, Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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Les lipides constituent un ensemble de métabolites se déclinant en plusieurs classes. Outre leur rôle structural, ils peuvent aussi agir dans différents mécanismes biologiques en tant que messagers cellulaires. Des recherches en lipidomique sur les facultés de régénération du système nerveux central (SNC) d’Hirudo medicinalis après une lésion ont été entreprises. Des images par spectrométrie de masse de type Tof-SIMS (Time-of-fligh Secondary Ion Mass spectrometry) réalisées sur le système nerveux lésé d’Hirudo ont démontré au cours du temps une apparition localisée d’acides gras et de triglycérides au niveau des neurones lésés. Une approche par spectrométrie de masse MALDI Tof-Tof (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionisation Time-of-fligh) sur des extraits lipidiques de chaînes nerveuses en régénération ont démontré la présence d’une forte modulation de messagers secondaires lipidiques: le 2 arachidonyl glycerol (2AG) et l'anandamide (AEA) régulant l’activité sécrétoire du monoxyde d’azote (NO) par les cellules microgliales du SNC. A l’inverse des vertébrés, Hirudo est capable de réguler très finement sa libération de NO à l’endroit lésé du SNC ce qui favorise les mécanismes de réparation cellulaire après lésion. En parallèle, une nouvelle approche de développement de l'imagerie par spectrométrie de masse MALDI Tof-Tof des lipides a permis pour la première fois, de valider l'utilisation de colorants histologiques lipophiles en vue de localiser et de caractériser des lipides in situ sur coupes de cerveaux de rat. Cette nouvelle approche par les colorants qualifiée de DALDI Tof-Tof (Dye-Assisted Laser Desorption Ionisation Time-of-fligh) a trouvé des applications directes dans le cancer de l'ovaire où une expression différentielle de lipides a été démontrée entre les régions saine et cancéreuse. Ce travail a donc permis d'une part de mettre en évidence une forte, implication des lipides de type cannabinoïdes sur le recrutement des cellules microgliales ainsi qu'une régulation de la production du NO au site de la lésion, et d'autre part, l'apparition de lipides spécifiques au sein des neurones au cours des phases de régénération nerveuse du SNC d'Hirudo. De plus, l'utilisation de colorants histologiques comme matrice en vue de détecter des lipides directement sur coupes de tissus permet d'associer l'application de l'imagerie MALDI des lipides à la recherche de marqueurs potentiels de nature lipidique dans le cancer de l'ovaire. Des perspectives d'interaction avec la biologie clinique et médicale pourraient être envisagées afin de compléter les diagnostics des anatomo-pathologistes par une localisation et une caractérisation des lipides impliqués dans une pathologie donnée

Contribution à l’analyse des écoulements de polymères fondus en parois minces

/ Uhalte Nogues Sira / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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La réduction de l’épaisseur des pièces injectées en polymères répond à des objectifs d’allègement, de productivité et de développement durable. Elle peut avoir, parce que mécanismes l’interface polymère/outillage deviennent prépondérants, des effets négatifs sur la qualité du produit fini et les moyens de fabrication à mettre en œuvre. L’optimisation du procédé nécessite d’une part la compréhension de ces mécanismes locaux, d’autre part la proposition de solutions techniques pertinentes aptes à faciliter l’écoulement. Un dispositif expérimental de rhéométrie capillaire en ligne a été développé, permettant d’accéder aux gradients de vitesse très élevés rencontrés dans le procédé de fabrication. Son utilisation, en combinaison avec celle de moyens rhéologiques plus classiques a permis de juger de la pertinence de diverses solutions envisagées pour faciliter l’injection d’un polyéthylène basse densité en parois minces (réduction de la masse moléculaire, addition d’agents glissants, ajout de nanocharges visant à augmenter la rigidité de la pièce finie). La caractérisation rhéologique isotherme a montré l’inefficacité des agents glissants considérés et les limites potentielles de la réduction de masse moléculaire. Elle a en revanche mis en évidence l’intérêt de l’utilisation de nanocharges en termes d’amélioration des propriétés mécaniques et d’aptitude à l’écoulement en parois minces. La validation sur pièces industrielles injectées (en régime anisotherme) conduit à nuancer quelque peu ces conclusions. Dans ce cas, l’utilisation d’une masse moléculaire faible nanorenforcée s’avère plus pertinente, notamment par un mécanisme de concentration de la charge dans la veine fluide

La théorie des éclipses solaires chez des savants de l'Est de l'empire musulman (IXe - début du XIe siècle) : contribution à l'étude de la phase islamique de l'astronomie

/ Giahi Yazdi Hamid Reza / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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La thèse traite de la théorie des éclipses solaires dans la tradition astronomique islamique à travers les contributions de cinq astronomes des pays d’Islam : Yahya Ibn Abi Mansur (IXe s.), al-Khwarizmi (IXe s.), Habash al-Hasib (IXe s.), al-Battani (Xe s.) et Khushyar Ibn Labban (Xe-XIe s.).Elle comprend une introduction substantielle contenant l’essentiel des héritages préislamiques sur le sujet : Un exposé de la théorie des éclipses solaires telle qu’elle est développée dans l’Almageste de Ptolémée, suivi de la présentation de cette théorie dans la tradition astronomique indienne.La seconde partie de la thèse est consacrée à l’exposé détaillée des travaux des cinq astronomes musulmans précités. Cette partie est précédée d’un chapitre sur les aspects culturels et sociaux du phénomène des éclipses et suivi par une bibliographie substantielle et un index des noms propres.

Amélioration des performances du polycarbonate et des mélanges polycarbonate/polystyrène par des copolymères à blocs ABC

/ Dubromez Vincent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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Le polycarbonate (PC) est un polymère thermoplastique particulièrement intéressant pour de nombreuses applications industrielles et biomédicales, de par ses propriétés d’usage exceptionnelles (transparence, résistance mécanique et thermique). Néanmoins, il présente deux défauts majeurs : sa viscosité élevée et sa sensibilité à l’entaille. L’objectif de cette étude est de remédier à ces inconvénients, tout en préservant sa transparence. Pour ce faire, trois voies ont été envisagées : (i) amélioration de la fluidité par ajout de polystyrène (PS), (ii) renforcement par des copolymères à blocs de type poly(styrène-b-butadiène-b-méthacrylate de méthyle) (SBM) et (iii) utilisation simultanée de PS et de SBM. L’incorporation du PS permet de fluidifier le PC, tout en conservant sa transparence. Toutefois, les propriétés mécaniques des mélanges PC/PS sont inférieures à celles du PC seul. L’étude des mélanges binaires PC/SBM montre que la nature et la fraction de copolymère SBM incorporé, ainsi que la viscosité de la matrice, jouent un rôle déterminant sur les propriétés finales. L’étude des mélanges ternaires PC/PS/SBM démontre qu’il est possible d’obtenir une amélioration des propriétés au choc, toute en préservant la transparence du PC, à condition de générer une morphologie homogène et bien dispersée. Ceci implique une combinaison optimale entre la fluidité de la matrice PC, la nature et la fraction de copolymères à blocs et du PS dans le mélange, et un choix judicieux des paramètres technologiques de mise en œuvre.

Conception, fabrication et caractérisation de sources d’électronébulisation micro et nanofluidiques en technologie silicium

/ Descatoire Cédric / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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La protéomique, c'est-à-dire l’étude de la structure tridimensionnelle des protéines codées par le génome et des modifications qu’elles subissent, sous l’influence de l’environnement, des maladies et des médicaments, suscite un grand intérêt pour la communauté scientifique. La compréhension des changements dans l’expression des protéines est un enjeu important car ils pourraient être utilisés comme un indicateur biologique pour la détection des maladies et l’évaluation des effets thérapeutiques d’un médicament. Mais à ce jour, peu d’entre elles ont été caractérisées, leur nombre considérable nécessitant des analyses plus rapides, par le développement de dispositifs compatibles avec l’automatisation et intégrant de nombreuses fonctions : les laboratoires sur puce (LOC). La spectrométrie de masse apparaît comme la technique d’analyse la plus puissante pour les recherches en protéomique. Elle repose sur l’ionisation d’un liquide émis par une source d’électronébulisation sous forme de fines gouttelettes recueillies par un spectromètre qui procède à l’identification des protéines présentes. Cependant, les sources actuelles souffrent de nombreux inconvénients: dimensions mal contrôlées, incompatibilité avec l'automatisation et les LOC. Dans ce contexte, les micro et nanotechnologies ont été mises en œuvre pour la fabrication en masse peu coûteuse de nouvelles sources miniaturisées en silicium, intégrables dans un LOC. Les caractérisations montrent qu’elles offrent une meilleure sensibilité et une étude approfondie de l’émission des gouttelettes est proposée afin de mieux contrôler l’électronébulisation en vue d’autres applications comme l’écriture directe par nanolithographie.

Recherche de procédures de caractérisation de l’environnement électromagnétique ferroviaire adaptées au contexte des systèmes de communications embarqués

/ Ben Slimen Mohamed Nedim / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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L’intégration récente des systèmes de communication numériques embarqués à bord des trains pour la gestion du trafic introduit de nouveaux problèmes de compatibilité électromagnétique dans le milieu ferroviaire, notamment, pour le système GSM-R « Global System for Mobile Communications - Railway» sur lequel se focalisent les travaux de la thèse. Ce système est un système numérique élaboré employant des protocoles de communication qui lui permettent de résister à certaines perturbations électromagnétiques. Ainsi, son immunité électromagnétique ne peut pas être étudiée selon les méthodes traditionnelles standardisées, puisqu’elles sont adaptées principalement à des systèmes analogiques. La thèse consiste à caractériser l’environnement EM ferroviaire d’une manière adaptée au contexte du système GSM-R. En effet, il faut préalablement connaitre les perturbations EM qu’il peut rencontrer à bord d’un train. Ainsi, nous avons exploité les méthodes fréquentielle et temporelle pour caractériser les perturbations EM que peut subir son signal utile sous des conditions normales d’opération. Les résultats obtenus ont montré que les perturbations EM transitoires qui apparaissent lors d’un mauvais contact entre la caténaire et le pantographe sont la source principale de perturbations EM pour le système GSM-R. Ainsi, nous avons étudié minutieusement leurs caractéristiques temporelles et d’amplitude à travers une étude statistique de chaque paramètre. Suite aux résultats obtenus, nous avons pu générer des signaux de test représentatifs de ce que peut voir le système GSM-R à bord d’un train avant d’exploiter ces signaux pour l’étude de l’immunité EM de ce système en laboratoire.

Prédiction numérique d’écoulements turbulents en présence de paroi à l’aide d’un modèle à relaxation elliptique

/ Ben Said Hasna / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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L’objectif de ce travail est la prédiction numérique d’écoulements turbulents de fluides newtoniens et incompressibles à l’aide de modèles à viscosité turbulente. La présence des parois est la plupart du temps prise en compte par l’introduction des fonctions d’amortissement ou par des termes non-linéaires dans les équations du modèle, ce qui pénalise l’universalité du modèle. L’approche de relaxation elliptique permet d’éviter ces types de problèmes. Le modèle v² -f développé par Manceau et Hanjalic et basé sur la pondération elliptique a été utilisé dans cette thèse. En s’appuyant sur des procédures a priori et a posteriori, ce modèle a été comparé avec les modèles linéaire k-[epsilon] et non-linaire de Shih. Les tests a priori ont montré l’aptitude du modèle à relaxation elliptique à prédire les contraintes du tenseur de Reynolds. La comparaison des grandeurs moyennes et statistiques de l’écoulement, prédites avec les données de la DNS de la littérature pour une large gamme de nombre de Reynolds en canal, montre une bonne performance de ce modèle

Conception et réalisation de photodétecteurs X-UV à base de matériaux à large bande interdite destinés à des applications spatiales

/ Barkad Hassan Ali / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2009
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Les photodétecteurs ultraviolets actuels à base de silicium montrent des limitations inhérentes à la technologie en dépit de leur continuelle amélioration depuis ces dernières décennies. En collaboration avec l’Observatoire Royal de Belgique dans le cadre du projet LYRA (et BOLD), nous avons démontré la maturité des semiconducteurs à large bande interdite pour des applications dans les domaines spatiale et physique des hautes énergies. La disponibilité de ces nouveaux matériaux permet de surpasser les technologies existantes. En effet, de part leurs propriétés physiques et chimiques exceptionnelles, le diamant par exemple, est un des candidats idéal. Sa large bande interdite le rend insensible à la lumière visible et infrarouge (solarblind) et son excellente robustesse face aux radiations rend ce matériau très attractif pour des applications spatiales. Parallèlement à ce matériau, de nouveaux semiconducteurs nitrures à large bande interdite (AlN, BN) présentent des propriétés tout aussi remarquables et commencent à être élaborés avec succès. Le but de ce travail a été de concevoir et de fabriquer de nouveaux photodétecteurs UV innovants à base de ces matériaux. Cette activité a débuté par la simulation des propriétés de transports des matériaux à structure wurtzite par des modèles de types Monte Carlo, puis d’optimiser les performances des composants à élaborer par éléments finis au moyen du logiciel COMSOL® en tenant compte du matériau, de la géométrie de la structure, du design technologique, de la nature des électrodes (taille, contacts ohmiques, Schottky…), du couplage électro-thermique dans certain cas ainsi que des radiations incidentes. Différents capteurs UV ont ensuite été élaborés en salle blanche puis caractérisés sous rayonnement X-EUV d’une part et DUV-UV d’autre part. Les caractéristiques optoélectroniques (stabilité, fiabilité, sensibilité aux rayonnements UV, courant d'obscurité…) et les performances obtenues sont alors exposées pour chacun des matériaux étudiés. L’ensemble de ce travail a permis d’établir plusieurs performances à l’état de l’art sur diamant, AlN et BN et a contribué au développement du premier radiomètre solaire LYRA dans le domaine EUV au moyen de ces photodiodes diamant destinés au satellite PROBA2.

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