Lettre thématique 01 de janvier 2007
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 Les vœux de Marc Fontecave. Le Département entre dans cette nouvelle année 2007 avec une image profondément changée. Désormais institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant, ses laboratoires réorganisés et ses plateaux technologiques plus visibles s'intègrent de façon cohérante et pluridisciplinaire à une politique scientifique qui vise l'excellence en recherche fondamentale et le couplage le plus efficace entre cette recherche et les nouvelles technologies pour la biologie et la santé. Ces changements ont pu être réalisés parce que notre communauté scientifique, dans un contexte toujours plus complexe, a su faire preuve d'imagination, de responsabilité et de sens collectif. Je voudrais remercier tous les personnels et plus particulièrement les Directeurs de laboratoire pour leur contribution à ce nouvel Institut.Nous avons des atouts considérables pour attirer les meilleurs étudiants et chercheurs, pour obtenir des programmes nationaux («Technologies pour la Santé» et «Nanosciences» par exemple) des agences nationales de moyens (ANR) et de l'Europe (notamment le 7ème PCRD à partir de 2007) les financements nécessaires, et enfin pour traduire ces investissements humains et financiers en résultats scientifiques du plus haut niveau international. Si on nous en laisse le temps, l'essai sera transformé, j'en suis convaincu. Je vous souhaite, ainsi qu'à vos familles, une excellente année 2007 et la plus grande réussite dans vos projets professionnels. Marc Fontecave |
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Biohydrogène. Dans le contexte actuel du développement de nouvelles technologies pour une économie de l'hydrogène, le développement de procédés de production d'hydrogène utilisant des ressources renouvelables, en particulier le rayonnement solaire comme source d'énergie et l'eau comme donneur d'électrons et de protons, est de toute première nécessité. C'est l'objectif du programme Biohydrogène de DSV.À l'interface entre chimie et biologie, un des projets soutenus dans le cadre de ce programme vise à s'inspirer du fonctionnement de deux enzymes des organismes photosynthétiques, à savoir le photosystème et les hydrogénases, afin d'élaborer un système chimique bioinspiré pour la photolyse de l'eau*. Des études d'enzymologie moléculaire et de modélisation in silico* permettront en outre de définir les bases structurales et mécanistiques nécessaires à l'activité des enzymes et des nouveaux catalyseurs biomimétiques*. [en savoir plus] *in silico : Terme bio-informatique dérivé de Silicon Valley et désigant un test réalisé au moyen de l'outil informatique.
*Photolyse de l'eau : décomposition de l'eau en oxygène et hydrogène sous l'action de la lumière. *Biomimétique : dont la structure et/ou la fonction est inspirée d'un composé naturel. Ici le site actif des enzymes. |
Simulateur de Dynamique Moléculaire adaptatif et interactif. L'équipe dirigée par Serge Crouzy, en collaboration avec Stéphane Redon (I3D INRIA) a développé un outil de visualisation interactive et de nouveaux algorithmes pour l'étude dynamique et la manipulation interactive de macromolécules biologiques.  Il n'existe pas, à l'heure actuelle, de méthode permettant de déterminer automatiquement quelles parties de la molécule doivent être simulées de façon précise, et quelles parties peuvent être simplifiées sans nuire à l'étude de l'interaction moléculaire. [en savoir plus]Le simulateur de dynamique moléculaire est : • adaptatif, en déterminant automatiquement les zones de la molécule les plus pertinentes devant être simulées • multi échelle, puisque le simulateur utilise différents niveaux de détail à l'intérieur d'une même molécule • interactif, car il est couplé à un bras à retour de force permettant une manipulation efficace et intuitive des molécules. Parmi les applications visées, citons l'étude de la structure de certains transporteurs, cibles majeures dans le domaine pharmaceutique. |
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Biodépollution. Une équipe de l'iRTSV, en collaboration avec l'équipe GEPELEC du LEPMI/ENSEEG, travaille sur plusieurs projets de dépollution ayant pour but de mettre au point des procédés couplés alliant des processus biologiques et physico-chimiques destinés au traitement de milieux pollués (effluents industriels, boues de station d'épuration). Plusieurs thèmes biologiques ont été abordés, dont la dénitrification, la fixation de métaux lourds par des bactéries, et la biodégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). [en savoir plus]  Un projet de collaboration abordé plus récemment concerne la photoproduction d'hydrogène à partir de déchets organiques et le couplage de la production d'H2 (ou biogaz) au fonctionnement des piles à combustibles. La bactérie photosynthétique, Rhodobacter capsulatus, utilisée dans cette étude, convertit des composés organiques simples, comme l'acide lactique, en H2 + CO2. Le biogaz produit est suffisamment pur (>90% H2) pour alimenter une pile à combustible. L'objectif est de dépolluer des effluents riches en composés organiques, en réduisant la demande biologique en oxygène, et de valoriser ces déchets en récupérant de l'énergie sous forme d'H2. Cette approche peut s'appliquer à des effluents industriels, comme les effluents laitiers, ou aux rejets liquides issus de procédés de traitement de déchets ménagers solides par méthanisation ou fermentation. [en savoir plus]
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Multipatch et la pipette devint puce… Remplacer la micropipette de patch-clamp* par un microtrou dans une puce en silicium a révolutionné le domaine du criblage pharmaceutique sur les cibles majeures que sont les canaux ioniques. L'enregistrement de courant électrique sur plusieurs cellules en parallèle est désormais possible. Le système Multipatch, né d'une collaboration étroite entre la DSV et le LETI, se positionne dans cette course technologique et démontre sa faisabilité sur des canaux potassiques tels que les canaux hERG, systématiquement utilisés comme cibles d'effets secondaires dans l'industrie pharmaceutique.  Le robot en cours de développement va permettre d'automatiser la procédure sur 9 cellules à la fois à l'aide d'une interface utilisateur conviviale.Deux nouveaux projets collaboratifs DSV/LETI, construits sur les « briques de base » du Multipatch, ont émergé en 2006. L'un concerne l'élaboration d'un biocapteur de neurotoxines (programme NRBC), l'autre le développement d'un outil de criblage tout intégré, manipulant des cellules préalablement triées par DEP (diélectrophorèse) et de très petites quantités de drogues dispensées dans des nanovolumes par la technique d'électromouillage : un atout concurrentiel de poids pour l'industrie pharmaceutique (Consortium européen EUREKA, en collaboration avec Evotec technologies et Sanofi-Aventis).
*Patch-clamp : technique d'enregistrement des courants ioniques transitant à travers les membranes cellulaires. Permet d'étudier les mécanismes de fonctionnement des canaux ioniques d'une cellule prise individuellement grâce au suivi en direct des phénomènes d'ouverture de ces canaux.
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PIMS. Le laboratoire EDyP s'est doté depuis quelques années d'une équipe Informatique. Ce choix est lié à l'importance récemment prise par les outils informatiques dans le domaine de la Protéomique. Ainsi, il est apparu indispensable de réunir les compétences nécessaires au développement d'outils dont les finalités sont à la fois de gérer l'activité d'une plateforme technologique comme la notre, et d'analyser les données de spectrométrie de masse de façon efficace. La première action de cette équipe a été de répondre à une urgence : la gestion des volumes de données générées par les analyses réalisées par spectrométrie de masse. Pour se faire, une infrastructure de gestion d'analyses, PIMS, a été créée en interne et s'appuie sur le réseau de stockage de données mis en place et administré par le GIPSE de l'iRTSV. Depuis sa mise en service en novembre 2004, PIMS a permis de gérer plus de 5 700 échantillons ayant donné lieu à près de 9 000 analyses sur les spectromètres de masse. Au total, ces analyses représentent un peu plus de 6 To de données électroniques générées. D'autres plate-formes protéomiques françaises se sont montrées intéressées par cette infrastructure. La valorisation de PIMS a donc été entreprise avec l'appui du service de valorisation de la DSV. Cette valorisation passe par une diffusion sous licence de diffusion libre CeCILL (licence élaborée conjointement par le CEA, le CNRS et l'INRIA). Cette diffusion permet d'ores et déjà d'engager le déploiement de PIMS sur plusieurs plate-formes protéomiques, en commençant par celles des Genopoles de Toulouse et de Montpellier.
*PIMS : Proteomics Information Management System |
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Des médicaments-herbicides contre de grandes infections humaines. Les parasites Apicomplexes, vecteurs entre autre de la malaria et la toxoplasmose, sont des êtres unicellulaires contenant des structures végétales. Ces structures cellulaires, parmi lesquelles un chloroplaste vestigial, et les processus végétaux associés, représentent autant de cibles pour des médicaments d'un type nouveau, actifs sur la partie végétale des parasites, c'est à dire des médicaments-herbicides. [en savoir plus] L'équipe de chemogénomique* comparative du laboratoire PCV réalise des criblages pharmacologiques de collections de plusieurs dizaines de milliers de molécules pour identifier des molécules bioactives. Celle-ci sont ensuite exploitées pour analyser l'interaction entre molécules et cibles protéiques et pour l'analyse globale de la réponse après traitement en présence des molécules bioactives. De nouvelles sondes moléculaires dérivées des composés issus des criblages sont synthétisées et utilisées pour découvrir des cibles nouvelles. L'équipe examine de plus certains aspects de l'intégration in silico des données génomiques, post-génomiques et des informations chimiques. *Chemogénomique : discipline à l'interface de la chimie, de la biologie et de l'informatique, visant à explorer les espaces chimiques et biologiques et à comprendre leurs interrelations. Cette discipline combine les derniers développements en génomique et en chimie et les applique à la découverte tant de molécules bio-actives que de cibles. |
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TOXDROP une histoire de goutte. En toxicologie, les nouveaux tests de criblage à haut débit (HTS)  doivent permettre la miniaturisation et la parallélisation de la dispense des cellules et des agents chimiques et fournir des données à haut contenu informatif. Une solution innovante a été proposée par le consortium du projet TOXDROP, coordonné par la DSV : la réalisation d’une puce à cellules constituée de plusieurs centaines de plots contenant chacun 100 nanolitres de culture cellulaire. La goutte est un excellent bio-réacteur car son contenu subit un mélange perpétuel grâce au mouvement interne de circonvolution. Elle contient assez de réactifs pour nourrir les cellules durant cinq jours et elle permet un bon échange gazeux avec l’atmosphère environnante. Des cellules humaines de foie (en particulier des cellules progénitrices d’hépatocytes), de peau et de poumon sont ainsi manipulées en gouttes. Ce projet sera suivi par un nouveau projet (COMICS) rassemblant les compétences en cytotoxicité acquises par TOXDROP et combinant des expériences de génotoxicité étudiant les cassures de l’ADN sur puces à cellules.Contact : Béatrice Schaack |
FTMS et méthode AMT. Lorsque la masse d'un peptide peut être mesurée avec une précision telle qu'elle soit unique parmi celles de tous les peptides prédits pour une séquence génomique donnée, elle peut être utilisée comme un marqueur pour l'identification de la protéine associée. Le laboratoire EDyP s'est récemment doté d'un instrument (FTMS*) rendant cette précision possible (de l'ordre de la partie par million) et implémente une méthodologie (AMT*) dans le but de réaliser des études quantitatives protéomiques à haut débit. Il devient dès lors possible d'identifier et de quantifier des millier de protéines en près d'une heure. [en savoir plus] Pour ces raisons, le potentiel de la FTMS et de la méthodologie AMT pour la découverte de candidats biomarqueurs de pathologies est réellement considérable.
*FTMS : Spectrométrie de masse à résonance cyclotronique et transformée de Fourier.
*AMT : Accurate mass and Time tags. |
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Le CMBA Le centre de Criblage pour Molécules Bio-Actives a pour objectifs essentiels : 1. de catalyser la découverte de molécules bio-actives et de candidats médicaments, en mettant les outils technologiques du criblage à haut débit à la disposition de la communauté scientifique; 2. D'utiliser cette technologie pour rechercher des effecteurs du cytosquelette microtubulaire et de nouveaux agents anticancéreux; 3. D'utiliser la masse des informations accumulées au cours des différents tests de criblage pour : • Établir le profil pharmacologique des composés ; • Guider la synthèse de composés nouveaux.  Pour cela, il dispose d'un ensemble de collections chimiques (d'origine académiques ou disponibles commercialement) totalisant près de 30 000 molécules et d'un ensemble robotique adapté au criblage sur cellules vivantes, permettant la réalisation de test multiparamétriques et de tests basés sur une analyse microscopique. L'intérêt des criblages cellulaires est qu'ils permettent d'une part de caractériser de nouvelles protéines cibles - à l'aide notamment des stratégies de chémogénomique- et d'autre part de sélectionner des composés actifs dans le contexte cellulaire. Outre les tests cellulaires, le CMBA développe aussi un savoir-faire pour les tests enzymatiques et les tests d'interaction protéine/protéine.Le CMBA collabore étroitement avec le BIM et le GIPSE et conduit ses projets en synergie avec le Groupe de Chimie Combinatoire et Criblage (G3C) de l'iBITEC-S (ex-DBJC).
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Imagerie cellulaire L'imagerie cellulaire est devenue un des domaines incontournables de la biologie cellulaire, dans lequel les avancées technologiques récentes permettent d'aborder des problématiques moléculaires. La plateforme d'imagerie cellulaire de l'IRSTV met à la disposition des chercheurs un ensemble d'appareils susceptibles de répondre à leurs problématiques.  En microscopie confocale, deux appareils, l'un équipé d'un statif droit, l'autre d'un statif inversé, permettent de réaliser des observations sur matériel fixé aussi bien que sur cellules ou tissus vivants. Tous deux disposent de 4 PMT* dévolus à la collection de fluorescence, ainsi qu'un PMT pour des images en transmission. Les expériences réalisées concernent immunofluorescence, time-lapse, FRET, FRAP, FLIP,  scan. Un système de videomicroscopie est en cours de d'installation.L'ensemble de la plateforme est ouvert en priorité aux chercheurs de l'Institut et du CEA, mais reste à la disposition de l'ensemble de la communauté scientifique, locale ou nationale.
*Photo multiplicateur tube |
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Analyse protéomique Le plateau d'analyse protéomique du CEA a été conçu pour mettre à la disposition de la communauté scientifique un ensemble de technologies destinées à la microanalyse de protéines par spectrométrie de masse. Pour ce faire, il dispose de méthodes d'analyses robustes et validées issues d'un transfert de technologie venant de la partie recherche du laboratoire EDyP. Les offres d'analyses proposées (émanant de laboratoires publics ou industriels) varient selon la nature et la complexité de l'échantillon soumis et toutes ont pour objectif l'obtention d'un répertoire protéique le plus exhaustif possible. Cela implique un traitement préalable de ces échantillons gels d'électrophorèse mono- ou bi-dimensionnelle) par un système robotisé avant de pouvoir analyser les peptides par spectrométrie de masse de type LC-MS/MS. La confrontation des résultats expérimentaux à différentes banques de données protéiques permettent et l'utilisation de logiciels de validation développés en interne aboutira à l'envoi d'un compte-rendu de résultats au demandeur, qui pourra également bénéficier de l'expertise du plateau pour le suivi de son projet.
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Les animaleries Divisée en 4 zones distinctes s'étendant sur plus de 300 m2 : 2 zones d'élevage et d'expérimentation à statut sanitaire contrôlé pour rats et souris génétiquement modifiés ou non, une quarantaine et une zone d'expérimentation à statut sanitaire non contrôlé. Une zone d'hébergement pour des xénopes est également intégrée à cette plate-forme.
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Biopuces Sont chargées de développer des microsystèmes, notamment de type cell-on-chip, pour l'analyse multiparamétrique de cellules vivantes individualisées, en s'appuyant sur des compétences dans les domaines de la biologie, des nano- et micro-technologies, de la chimie de surface, de la détection optique et électronique, de la modélisation et de la bioinformatique.
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| Laboratoire d'Angiogenèse et Physiopathologie Vasculaire (LAPV)Laboratoire de Biochimie et Biophysique des Systèmes Intégrés (LBBSI)Laboratoire des Biopuces (Biopuces)Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM)Laboratoire d'Étude de la Dynamique des Protéomes (LEDyP)Laboratoire Biologie, Informatique et Mathématiques (LBIM) |
Laboratoire de Physiologie Cellulaire Végétale (LPCV)Laboratoire Transduction du Signal (LTS)Groupe Physiopathologie du Cytosquelette (GPC)Groupe Informatique Pour les Scientifiques du sud-Est (GIPSE)Groupe Plateforme et Moyens Scientifiques et techniques communs (GPMS) |
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| Le nouveau site de l'iRTSVLes séminaires de l'iRTSVActualité scientifique |
Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant CEA Grenoble 17 rue des Martyrs 38 054 Grenoble cedex 09 Responsable : Marc Fontecave Tel. : 04 38 78 45 01 Fax : 04 38 78 51 55 |
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