Projets de recherche

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Projets de recherche du Laboratoire de Biochimie

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La recherche au LBC se concentre sur la microfluidique en gouttelettes avec des applications en biologie. Ces dernières années, nous avons développé cette technologie à très fort potentiel, et nous souhaitons désormais la mettre à profit et l’améliorer dans le but relever différents défis dans les domaines suivants :
- Biologie de l’évolution
- Découverte de médicaments/vaccins
- Biochimie industrielle et procédés biologiques
- Diagnostic

Détail Projets de recherche du Laboratoire de Biochimie

Projets de recherche du Laboratoire Biologie cellulaire systémique de la polarité et de la division

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Le projet de notre équipe est de comprendre à la fois les mécanismes moléculaires et les principes physiques qui régissent la polarité cellulaire. À cette fin, nous utilisons et développons des outils innovants basés sur des techniques de microfabrication afin de contrôler les principaux paramètres physiques et chimiques du microenvironnement cellulaire. Ces outils sont couplés à une microscopie quantitative de haute qualité, ainsi qu'aux techniques de biologie moléculaire et cellulaires classiques, l'ensemble apportant une description quantitative du comportement cellulaire.
L'originalité de notre approche réside dans l'association de plusieurs domaines de compétence (physico-chimie, physique de la matière molle et biologie cellulaire) au sein d'une même équipe afin de répondre à une question biologique fondamentale : quels sont les mécanismes impliqués dans la polarisation des cellules ? Répondre à cette question devrait apporter de nouvelles notions et des outils innovants, avec une application potentielle en biomédecine.

Nos soutiens financiers actuels comprennent :

- ERC consolidator grant (coordinateur M. Piel), obtenu en 2012, projet PROMICO : Prolifération et migration sous contraintes (1.5 million euros)
- Labex IPGG (2012) (coordinateur M. Piel), projet de système immunitaire sur puce (150 keuros)
- INCA PLBIO (2011) (coordinateur M. Piel), projet Mécanisme et fonction de l’arrondissement des cellules mitotiques (450 keuros). Consortium : M.Piel, B. Baum (UCL, UK), JF Joanny (I.C.), G. Capello (I.C.)
- ANR retour post-doc (N. Minc).
- Ligue contre le Cancer (subvention fixe 2010) (coordinateur M. Piel), projet Mécanisme et fonction de l’arrondissement des cellules mitotiques (50 keuros)
- ANR Piribio (2009) (coordinateur M. Piel), projet MICEMICO (migration cellulaire en milieu confiné). (600 keuros). Consortium M. Piel, AM Lennon Duménil (I.C.), V. Soumelis (I.C.), R. Voituriez (LPTMC, UPMC), D. Vignjevic (I.C.)
- InNaBioSanté (2009) (coordinateur AM Lennon Duménil), projet MICEMICO (400 keuros). Consortium M. Piel, AM Lennon Duménil (I.C.), V. Soumelis (I.C.), R. Voituriez (LPTMC, UPMC), D. Vignjevic (I.C.)

Détail Projets de recherche du Laboratoire Biologie cellulaire systémique de la polarité et de la division
Détail Projets de recherche du Laboratoire Biologie cellulaire systémique de la polarité et de la division

Projets de recherche du Laboratoire Colloïdes et Matériaux Divisés

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Thématiques des différents projets traités par le laboratoire :

- Science des matériaux
- Physique des colloïdes et des interfaces
- Physicochimie pour la microbiologie
- Nouvelles technologies et instruments

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Projets de recherche du Laboratoire LOCCO

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Notre recherche s’oriente actuellement vers les projets suivants :

- De nouveaux outils pour l’imagerie en super-résolution : nous développons de nouvelles méthodes pour la détection optique de molécules uniques, notamment pour l’imagerie 3D dans les cellules vivantes.

- Recherche cible des protéines liant l'ADN : Nous voulons comprendre les mécanismes par lesquels les protéines liant l'ADN trouvent leur site cible dans des cellules vivantes eucaryotes.

- Manipulation magnétique de la signalisation intracellulaire : notre objectif est d'utiliser des nanoparticules magnétiques pour contrôler et manipuler l'activité de signalisation à l'intérieur des cellules vivantes.

- Contrôle optogénétique de la polarité cellulaire : nous voulons contrôler la localisation et l'activité des molécules, afin d'analyser, d'un point de vue système, les processus par lesquels les cellules polarisent pendant la migration et la division cellulaire.

Détail Projets de recherche du Laboratoire LOCCO
Détail Projets de recherche du Laboratoire LOCCO

Projets de recherche du Laboratoire Macromolécules et Microsystèmes en Biologie et Médecine

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La philosophie générale de l'équipe est d'utiliser la physique, la chimie et la science de la matière molle comme une «boîte à outils» pour développer des nouveaux outils et concepts pour la biologie et la médecine. L'équipe a deux principaux axes de recherche, l’un qui porte sur le développement de dispositifs microfluidiques pour des applications biomédicales, et l’autre basée sur des études de molécules uniques de l’interaction ADN-protéine.

Notre groupe est pionnier en laboratoires sur puce et a été à l'origine de plusieurs concepts innovants, concernant par exemple l'auto-assemblage magnétique et capillaire, le contrôle des flux, les stratégies de microfabrication et les traitements de surface non conventionnels, la microfluidique de gouttes à haut débit. À l'aide de ces technologies, nous travaillons sur plusieurs projets dédiés à l’analyse et au diagnostic, notamment en collaboration avec des cliniciens. Les applications concernent notamment :

• Le développement de nouvelles stratégies pour l'analyse de mutations (qui sont maintenant utilisés en routine dans plusieurs hôpitaux de France).

• La capture et le typage moléculaire de cellules tumorales de patients, afin d'évaluer les risques de récidives métastatiques et l'orientation du traitement. Nous sommes les coordinateurs du projet européen Camimens qui porte sur cette thématique et nous collaborons avec différents hôpitaux et groupes de recherche en France et à l'étranger.

• Le diagnostic précoce de maladies neurodégénératives (maladies à prions, maladie d'Alzheimer) à l'aide de méthodes microfluidiques.

• Des dispositifs microfluidiques portables pour l'analyse génétique rapide, au chevet du malade (une approche appelée aussi « point of care ») ou encore la détection d’agents pathogènes et le diagnostic d'infections nosocomiales.

• La mise au point de systèmes originaux pour la culture orientée de neurones (étude de la dégénérescence et de la plasticité neuronale) ou la fabrication de tissus et d’organes artificiels (ERC Advanced Grant).

Notre groupe est également impliqué dans l'étude fondamentale des moteurs moléculaires, des interactions ADN-protéines et des interactions protéines-protéines, par des approches de type molécule unique et cellule unique. À cet effet, nous développons de nouveaux instruments de nanomanipulation de molécules uniques et des outils de microscopie pour l’étude de moteurs moléculaires et du trafic cellulaire à l'échelle de l'organelle unique in vivo.

Détail Projets de recherche du Laboratoire Macromolécules et Microsystèmes en Biologie et Médecine
Détail Projets de recherche du Laboratoire Macromolécules et Microsystèmes en Biologie et Médecine

Projets du Laboratoire MMN

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Le groupe comprend une vingtaine de chercheurs, ingénieurs et étudiants. Tout en développant ses propres thématiques, il se situe au coeur d'un réseau de collaborations particulièrement riche.

Depuis sa création, le laboratoire a exploré de nombreux sujets, liés à la physique, la chimie et la biologie. Actuellement, ses sujets phares sont la fabrication de nouveaux actionneurs, susceptibles de rivaliser avec les vannes en PDMS, qui ont souligné le lien entre la microfludique et la microélectronique (coll PPMD). Un autre sujet est la délivrance acoustique ciblée, où des gouttes micrométriques transportent et délivrent une molécule vers sa cible, grace au pilotage par les ultrasons (collaboration Institut Langevin). D'autres exemples sont la nanovélocimétrie, qui permet d'explorer des écoulements à 100 nm de parois, l'étude de fluides complexes dans des milieux confinés, la poussée d'huile par des solutions de polymères dans des réseaux microfluidiques (les plus réalistes encore jamais réalisés, du point de vue de la taille et de la texturation de mouillage), le pilotage de gouttes grace à la thermique, la production de plaquettes dans des microsytèmes, l'assemblage microfluidique de colloides, ou l'analyse d'expression cellulaire à l'échelle d'une cellule, dans des conditions de haut débit.

Détail Projets du Laboratoire MMN
Détail Projets du Laboratoire MMN

Projets de recherche du Laboratoire Nanobiophysiques

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- Détection de biomolécules par transistor
- Manipulation de molécules uniques d’ADN et d’ARN via les nanopores d’alpha-hémolyse
- Physique de l’ADN et de l’ARN : études de molécules uniques


Projets de recherche du Laboratoire Physico-biologie aux méso-échelles

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Thèmatiques des différents projets traités par le laboratoire :

- Chimiotactisme des bactéries
- Migration collective de cellules épithéliales

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Projets de recherche Laboratoire Physique des biomolécules

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Thématiques des différents projets traités par le laboratoire :

1. Les micromanipulations de molécule unique sont dédiées à l’étude des interactions protéines/AND-ARN basées sur un système de pinces magnétiques.
Le laboratoire travaille actuellement sur :
- Une reconstitution in-vitro de la fourchette de réplication
- Une nouvelle méthode de séquençage de molécules uniques d’ADN
- L’action de divers hélicases, topo-isomérases et translocases sur l’ADN

2. Au niveau de la cellule, le laboratoire explore la dynamique de la fourchette de réplication. Ce projet implique l’analyse de signaux de fluorescence de molécule unique et la technologie microfluidique.

3. La partie du laboratoire dédiée à la biologie développementale utilise un microscope 2-photons dans le but d’influencer un lignée de cellules dans le développement embryonnaire, utilisant des molécules photo-activables qui peuvent être rapidement générées dans une cellule unique à un temps donné.

4. Au niveau des populations cellulaires, le laboratoire se concentre sur le rôle de la variabilité phénotypique pour la régulation du fer dans la population Pseudomanas aeruginosa. Les techniques développées dans ce but sont essentiellement : microscopie, analyse de l’image, microfluidique et ablation laser. Nous sommes aussi en train de préparer une expérience d’évolution à long terme de Escherichia coli dans un gradient de température.

Détail Projets de recherche Laboratoire Physique des biomolécules

Projets de recherche du Pôle Microfluidique

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Thématiques des différents projets traités par le laboratoire :

- Microenvironnements cellulaires synthétiques
- Bioingénierie des Interfaces Liquides
- Epigénétique synthétique
- Microfluidique pilotée par la lumière

Détail Projets de recherche du Pôle Microfluidique

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