Academic literature on the topic 'Biologie. Biophysique'

Introduction : La mécanobiologie, à l’interface entre biologie et biophysique, étudie l’incidence des forces mécaniques sur les tissus, les cellules et les biomolécules. L’application de forces orthodontiques, suivie du déplacement dentaire provoqué, est un exemple marquant de son application clinique. Objectif : L’objectif de cet article était de dresser une revue de la littérature sur le sujet de la mécanobiologie ; de sa mise en évidence au niveau osseux à l’exposé des voies intracellulaires stimulées. Matériels et méthodes : La recherche bibliographique a été menée sur la base de données Pubmed en avril 2018, avec les associations des termes « mechanobiology », « orthodontics », « cell culture », « physiopathology ». Résultats : Trois axes majeurs ont été retenus : la mise en évidence du phénomène et son application dans le domaine de la biologie osseuse, les effecteurs cellulaires de la mécanobiologie et l’exploitation clinique de celle-ci. L’application de la mécanobiologie à l’orthopédie dento-faciale ouvre un champ de réflexion au clinicien sur les futures avancées en orthodontie.

Les récepteurs tyrosine kinase (RTKs) CSF-1R et KIT sont médiateurs importants de la signalisation cellulaire. Leur fonction basale est altérée par des mutations associées à divers types de cancer. Ces mutations modifient également leur sensibilité à l’imatinib, utilisé en clinique dans le traitement des cancers. Dans cette thèse, nos objectifs sont (i) étudier les effets structuraux et dynamiques induits par la mutation D802V chez CSF-1R; (ii) caractériser l’affinité de l’imatinib aux formes sauvages (WT) et mutés de KIT (V560G, S628N et D816V) et CSF-1R (D802V). Par simulations de Dynamique Moléculaire (DM), nous avons montré que la mutation D802V interrompt la communication allostérique entre la boucle d’activation et le domaine auto-inhibiteur juxtamembranaire (JMR). Néanmoins, cette rupture n’est pas suffisante pour induire le départ du JMR. L’effet subtil de la mutation chez CSF-1R a été attribué aux différences de séquence primaire entre KIT et CSF-1R dans la région du JMR. L’affinité de l’imatinib aux différentes cibles a été calculée par simulations de docking, DM et calculs d’énergie de liaison. Les interactions électrostatiques constituent la force motrice de la résistance, les mutations D802/816V étant les plus délétères en termes d’énergie. Comme conclusion générale, nous avons établi que la mutation D802V chez CSF-1R n’entraine pas les mêmes effets structuraux provoqués par la mutation D816V chez KIT. En outre, l’étude des deux récepteurs dans leurs formes WT et mutés complexés avec l’imatinib indiquent que le changement structural induit par les mutations associé aux interactions électrostatiques avec le ligand expliqueraient le phénomène de résistance
The receptors tyrosine kinase (RTKs) CSF-1R and KIT are important mediators of signal transduction. Their normal function is altered by gain-of-function mutations associated with cancer diseases. A secondary effect of the mutations is the alteration of receptors’ sensitivity imatinib, employed in cancer treatment. Our goals in this thesis consist of (i) study the structural and dynamical effects induced by the D802V mutation in CSF-1R; (ii) characterize imatinib’s affinity to the wild-type (WT) and mutant forms of KIT (V560G, S628N and D816V) and CSF-1R (D802V). By means of molecular dynamics (MD) simulations, we have shown that the D802V mutation disrupts the allosteric communication between the activation loop and the auto-inhibitory juxtamembrane (JMR) domain. However, this rupture is not sufficient to induce the JMR’s departure. The subtle effect of this mutation in CSF-1R was associated with differences in the primary sequence between CSF-1R and KIT in the JMR region. The affinity of imatinib to the different targets was estimated by docking, DM and binding energy calculations. The electrostatic interactions showed to be the main force driving the resistance, with mutations D802/816V being the most deleterious in energy contribution. As a general conclusion, we have established that the D802V mutation in CSF-1R does not provoke the same structural effects as its equivalent in KIT. In addition, the study of both receptors in their WT and mutant forms complexed with imatinib indicate that the conformational changes induced by the mutations allied to the electrostatic interactions with the ligand could explain the resistance phenomena

Notre travail montre que les spectoscopies RMN et RPE combinées à l'utilisation de différents systèmes membranaires modèles peuvent, en association avec des expériences sur des systèmes vivants, contribuer à : 1) La compréhension du mécanisme d'action des drogues au sein de la membrane lorsque celle-ci représente le site actif. Un premier exemple, représenté par la molécule d'ajoène, met en évidence un fludifiant aspécifique de la phase profonde de la membrane. Dans le deuxième exemple, l'amphotéricine B, est présentée l'étude de la spécificité antifongique de ces antibiotiques liée à l'activité ionophore, celle-ci elle-même conditionnée par l'association moléculaire avec les stérols de membrane ; 2) L'élaboration de transporteurs transmembranaires de drogues lorsque la membrane constitue l'obstacle à franchir. Les conditions requisent pour le transport de nucléotides modifiés, antiviraux par un phosphotriester ont été établies selon ces méthodes.

La complexité du vivant est omniprésente à toutes les échelles : des interactions entre molécules individuelles aux réseaux d'interactions permettant à la cellule d'assurer ses fonctions vitales et de répondre aux stimuli. Cette thèse se veut être une application des outils de l'Automatique et de l'Informatique à certaines questions de la Biologie et Biochimie.
Pour cela, nous avons abordé le problème via deux aspects : le premier concerne la modélisation des interactions moléculaires en vue de prédire les modes de fixation et les affinités entre molécules. Puisque ces estimations nécessitent de considérer la flexibilité des acteurs, nous avons abordé, en premier lieu, la prédiction des conformations moléculaires qui reste un challenge majeur, caractérisé par ses aspects multimodal et de grandes dimensions. Nous avons alors développé une suite d'heuristiques autour d'un algorithme génétique central. Les paramètres de contrôle et les stratégies d'hybridation sont pilotés par un méta-algorithme permettant d'optimiser la recherche. En outre, des stratégies innovantes de parallélisation sur grilles d'ordinateurs ont été validées afin de réduire les temps de calculs. Enfin, pour entreprendre l'étude des conformations de plusieurs molécules, nous avons développé des algorithmes de criblage rapides basés sur la comparaison d'indices topologiques.
Nous avons également étudié un autre aspect en modélisant formellement certains graphes d'interactions, ceci à une toute autre échelle : celle des concentrations des molécules. Nous avons alors mis en évidence l'impact des modes d'interactions moléculaires sur la dynamique globale.

Les pathologies du système somatosensoriel, appelées neuropathies sensitives périphériques, touchent environ 3 millions de personnes en France et causent des déficits sensoriels multiples. Parmi elles, les douleurs neuropathiques post traumatiques sont les plus fréquentes et sont souvent chroniques et résistantes aux traitements actuels. Une lésion nerveuse périphérique induit des réponses cellulaires permettant la survie et la régénération de ces neurones. Les ganglions rachidiens dorsaux (DRG) contiennent une variété de neurones sensitifs qui transmettent les stimuli somatiques. Suite à une blessure du nerf périphérique les neurones sensitifs s'adaptent à un nouvel environnement pour réussir leur élongation axonale. Parmi les mécanismes cellulaires conduisant à une croissance neuritique améliorée, il a été démontré qu'une lésion primaire in vivo du nerf augmente la régénération axonale suite à une deuxième lésion. In vitro, les neurones qui ont été conditionnés par le premier traumatisme montrent une croissance neuronale plus rapide et plus élonguée appelée croissance régénérative. L'élasticité est un paramètre déterminant des propriétés mécaniques de la membrane cellulaire. Elle donne des informations importantes sur la santé et la fonction de la cellule. Le microscope à force atomique (AFM) est devenu de nos jours un outil commun pour l'imagerie à haute résolution de matériaux biologiques puisque les cellules vivantes peuvent être imagées dans leurs conditions physiologiques. En plus du rôle des propriétés élastiques dans le processus de régénération, l'organisation structurale des tissus est en grande partie déterminante du degré et de la direction de croissance et du mouvement cellulaire. Le guidage de la croissance par la modification des surfaces ou « patterning » est possible avec la technique de « microcontact printing » qui permet la conception de circuits de protéines avec des géométries bien définies. Les protéines de la matrice extracellulaire. Dans la première partie de la thèse nous avons mis en évidence les propriétés mécaniques de la membrane de neurones sensitifs issus de DRG de souris adultes suite à une lésion du nerf sciatique gauche. Les neurones sensitifs conditionnés montrent un mode de croissance neuritique plus rapide et plus élonguée, moins de branchements neuritiques et plus de souplesse membranaire des somas et des cônes de croissance. Dans un deuxième volet du travail nous avons réussi à normaliser la pousse régénérative et l'activité électrique des neurones sensitifs et motoneurones spinaux en utilisant le patterning des protéines d'adhésion cellulaire (ECM) dans le but d'imiter la croissance longitudinale in vivo
Peripheral nerve injuries lead to paralysis, anesthesia and lack of autonomic control of the affected body areas. The trauma results in loss of motor and sensory functions conveyed by the involved nerves. This process is referred to as Wallerian degeneration; it creates a microenviroment in the injury site that favors neurites regrowth. The increased intrinsic growth capacity of injured peripheral neurons is manifested experimentally by the conditioning lesion paradigm. Axotomy of a peripheral neuron previous to the test lesion, ‘‘primes'' the neuron, switches it on to a regenerative state and, thus, it will regenerate faster after receiving the second injury. Mechanical interactions play a key role in many processes associated with neuronal growth and development. Membrane cytoskeleton elasticity is a determining parameter of membrane mechanical properties and provides important information toward the health and function of the cell. For this reason the first objective of this thesis was to understand the conditioning injury effects on both morphology and rheological properties of live sensory neurons cell bodies and growth cones, using particularly the atomic force microscopy, and to correlate this to eventual modifications in the composition of the cytoskeletal proteins. In addition to the role of cell elastic properties and mechanical sensing in the regeneration process, the structural organization of tissues plays a major part in deciding the degree and direction of tissue growth and cell movement. The ability to guide cells and their outgrowth by modifying surfaces is possible with the microcontact printing technique which enables the design of protein pathways with experimentally defined geometries. Therefore, the second objective of the thesis was to modulate the regenerative growth of dorsal root ganglia sensory neurons and spinal motoneurons using cell adhesion proteins in order to physically mimic the in vivo longitudinal axonal growth. We used the extracellular matrix (ECM) proteins, ideal biomolecules for printing as they can guide in vitro the cellular adhesion, differentiation, migration. The patterning allowed us to normalize neurite elongation and electrical activity of sensory neurons before and after conditioning lesion

Le peptide amyloïde IAPP, impliqué dans le diabète de type 2, possède la propriété de s’agréger, passant d’un état monomérique initial à des fibres amyloïdes matures, via des espèces oligomériques. Ce processus d’agrégation, qui se produit au contact de la membrane, a été étudié par fluorescence, microscopie électronique, dichroïsme circulaire et RMN. Tout d’abord, l’influence du modèle membranaire a été mise en évidence, en termes de forme, taille (micelles, bicelles, SUV, LUV) et composition lipidique (chaînes et têtes différentes) sur les cinétiques d’agrégation et de changement conformationnel et sur la morphologie des fibres. Nous avons cherché à comprendre le rôle du cholestérol dans les interactions peptide/membranes, du point de vue du peptide et de la membrane, en utilisant des vésicules contenant entre 0 et 30% de cholestérol. Il a ainsi été observé qu’un pourcentage élevé de cholestérol semble accélérer la cinétique d’agrégation. De plus, des expériences de RMN liquide ont été réalisées dans le but de déterminer la structure du peptide IAPP en présence de bicelles. Les premiers résultats montrent que l’extrémité C terminale ne s’insère pas dans la membrane et possède une flexibilité importante. Enfin, le peptide IAPP a également été comparé à un peptide antimicrobien aux propriétés amyloïdes, la dermaseptine S9. Ces travaux indiquent que les mécanismes de fibrillation et de perméabilisation membranaire ne sont pas reliés et que le mode d’action de la dermaseptine S9 repose sur la formation de pores transitoires impliquant des espèces oligomériques
The amyloid peptide IAPP, which is implicated in type 2 diabetes mellitus, aggregates from an initial monomeric state to amyloid fibrils, via oligomeric species. Peptide aggregation, which takes place through membrane contact, was studied using fluorescence, electron microscopy, circular dichroism and NMR. The effect of membrane model was highlighted, in terms of shape, size (micelles, bicelles, SUV, LUV) and composition (lipid headgroups and acyl chains), on aggregation kinetics, conformational change kinetics and fibril morphology. Next, we wanted to elucidate the role of cholesterol in peptide/membranes interactions using vesicles composed of 0 to 30% cholesterol. High cholesterol content was shown to increase aggregation kinetics. Furthermore, IAPP in the presence of bicelles was studied by liquid state NMR in order to solve its structure under these conditions. First results indicate that the C terminus does not insert into the membrane and has an important flexibility. Finally, IAPP was compared with an antimicrobial and amyloid-like peptide, dermaseptin S9. This study shows that fibril formation and membrane permeabilisation mechanisms are not linked and that dermaseptin S9 binds to membrane in an aggregated state, maybe leading to the formation of a transient pore

Les histones désacétylases (HDACs) sont les principales cibles des médicaments épigénétiques anticancéreux actuellement approuvés par la FDA. Les HDACs jouent aussi un rôle important dans l'homéostasie des pathogènes eucaryotes. Par conséquent, une stratégie pour lutter contre les maladies négligées causées par ces pathogènes est de modifier les médicaments épigénétiques actuellement approuvés qui ciblent les HDACs. HDAC8 de Schistosoma mansoni (smHDAC8) est une cible médicamenteuse valable pour traiter la schistosomiase, deuxième maladie négligée mortelle après le paludisme. Les différences structurales entre les poches catalytiques des HDAC8 humaine et smHDAC8 ont permis la conception d'inhibiteurs sélectifs des schistosomes qui se lient dans une poche sélective unique à HDAC8. Ce travail de thèse montre comment cibler sélectivement des isoformes HDAC l'aide de structures à résolution atomique, et ouvre la porte à l'étude du mode d'action de HDAC8 au niveau fondamental
Histone deacetylases (HDACs) are the major targets of currently FDA-approved anti-cancer epigenetic drugs. HDACs also play an important role in the homeostasis of eukaryotic pathogens. Hence, a strategy to tackle neglected diseases caused by these pathogens is to modify currently approved epigenetic drugs targeting HDACs. HDAC8 from Schistosoma mansoni (smHDAC8) was shown to be a valid drug target to treat schistosomiasis, second deadliest tropical disease after malaria. Structural differences between human HDAC8 and smHDAC8 catalytic pocket enabled the design of schistosome-selective inhibitors that bind in a HDAC8 selective pocket, which is unique to HDAC8 among the highly conserved HDAC isozymes. This thesis work shows how to target selectively related isoforms with the help of atomic resolution structures, and opens the door to the investigation of the mode of action of HDAC8 at the fundamental level

La création de nouvelles fonctions basées sur la reconnaissance protéique et sur l'assemblage de domaines est un enjeu majeur en biotechnologie et est un moyen de comprendre les relations structures/fonctions des protéines engagées dans des processus d'interactions. Aujourd’hui, des bibliothèques de protéines artificielles obtenues par ingénierie peuvent être sources de protéines aux propriétés de reconnaissance analogues à celles des dérivés d’anticorps.L’équipe Modélisation et Ingénierie des Protéines a ainsi construit une banque de protéines à motifs structuraux répétés appelées « alphaReps ». Les alphaReps présentent des propriétés remarquables en termes de production et de stabilité. Contrairement à la plupart des anticorps et dérivés d’anticorps, elles peuvent même s’exprimer sous forme fonctionnelle dans le cytoplasme de cellules eucaryotes. De tels objets peuvent donc maintenant être utilisés comme des briques élémentaires en vue d’une ingénierie modulaire. Ainsi la construction de nouvelles fonctions de reconnaissance optimisées tant au niveau de la spécificité que de l’affinité sera possible en réarrangeant et/ou dupliquant ces briques élémentaires.Un premier volet de ce projet de thèse a consisté à construire puis étudier les propriétés biophysiques de protéines bidomaines basées sur les alphaReps afin de mieux comprendre les comportements adoptés par de telles constructions. Outre l’aspect fondamental de cette question, cette étude donnera « les règles » pour moduler de façon contrôlée les interactions entre ces protéines. Les résultats montrent qu'il est possible de créer de nouvelles fonctions par simple ajout d'un linker entre deux alphaReps : avidité, coopérativité, changement de conformation.Dans un second temps, l’objectif a été de développer, à partir des protéines bidomaines précédemment étudiées, de nouveaux biosenseurs basés sur le FRET (Förster Resonance Energy Transfer) pouvant être utilisés in vivo et in vitro. Cette deuxième partie présente deux biosenseurs avec des limites de détection de l'ordre du nanomolaire. Les alphaReps utilisées dans ces constructions pouvant être changées en fonction de la cible souhaitée, il s'agit ici d'une preuve de concept pouvant être généralisée à n'importe quelle cible.Enfin la dernière partie de cette thèse s'est portée sur la conception et l'étude de nouveaux biosenseurs génétiquement codables. Ces biosenseurs présentent notamment l’avantage d’être utilisables immédiatement après production et ne nécessitent donc plus d’étape de couplage chimique. Les résultats obtenus montrent que la création de tels biosenseurs est possible mais qu’une optimisation reste encore nécessaire pour améliorer leur spécificité, leur stabilité et leur capacité de détection
The creation of new protein functions based on recognition and molecular assembly is not only a major goal in biotechnology but is also a means to understand the relation structure/function of proteins involved in interaction processes. Today, libraries of artificial proteins obtained by engineering can be a source of proteins with recognition properties similar to the properties of antibodies.The team Protein Engineering and Modeling has thus created a library of proteins with structural repeats called the “alphaReps”. The alphaReps present remarkable properties in terms of production and stability. Unlike most of the antibodies and their derivatives, they can even be expressed and functional in the cytoplasm of eukaryotic cells. Such objects can therefore be used as building bricks in modular engineering. The construction of new optimized recognition functions both in specificity and in affinity can then be possible by rearranging or duplicating these elementary bricks.The first part of this thesis project consisted in the construction and study of the biophysical properties of bidomain proteins based on alphaRep in order to have a better understanding of the behaviour of such constructions. Beside the fundamental aspect of this question, this study will give the “rules” to modulate the interactions between these proteins in a controlled way. The results show that it is possible to create new functions such as avidity, cooperativity, conformational change, simply by adding a linker between two alphaReps.In a second step, the goal was to develop, with the bidomain proteins previously studied, new biosensors based on the FRET (Förster Resonance Energy Transfer) which can be used in vivo and in vitro. This second part presents two biosensors with limits of detection in the nanomolar range. Since the alphaReps used in these constructions can be changed depending on the chosen target, it is a proof of concept which can be adapted to any desired target.Finally, the third part of this thesis focused on the development of genetically codable biosensors. These biosensors have the particular advantage of being usable directly after production and therefore no longer require a chemical coupling step. The results show that the development of such biosensors is worth considering but an optimization is still required in order to improve their specificity, their stability and their detection capacity

Les canaux sodiques dépendants du voltage (Nav) sont des protéines transmembranaires largement exprimées au sein de l’organisme. Ils sont responsables de l’initiation des potentiels d’action au niveau des cellules excitables et régissent ainsi de nombreuses fonctions physiologiques telles que les fonctions cognitives et sensorielles, les fonctions motrices et la fonction cardiaque. Au niveau du coeur, le sous-type Nav1.5 est majoritairement exprimé à la surface des cardiomyocytes. Leurs dysfonctions sont traditionnellement associées à de nombreux troubles électriques cardiaques. Des mutations de ces canaux ont récemment été reliées au développement d’un phénotype clinique complexe associant diverses arythmies et la cardiomyopathie dilatée (DCM), une atteinte morphologique. L’objectif de mon doctorat a donc été l’identification mais aussi la caractérisation d’un potentiel défaut biophysique commun à l’ensemble des mutations Nav1.5 associées au développement de ce phénotype clinique atypique. Premièrement, nous nous sommes intéressés à deux mutations des canaux Nav1.5 retrouvées chez des patients atteints de DCM, et dont les altérations biophysiques ont été décrites comme divergentes. L'étude parallèle de ces deux mutants nous a amenés à identifier une caractéristique commune : la création d’une nouvelle voie de perméation alternative au sein des canaux Nav1.5, le pore oméga. Dans un second temps, nous avons souhaité consolider l’association entre la création du pore oméga et le développement pathologique. Cette seconde étude portant sur deux autres mutants Nav1.5 a permis de confirmer l’apparition d’un pore oméga et ainsi d’accroître la suspicion du caractère délétère de ce pore oméga. Finalement, à l’aide d’une cinquième mutation des canaux Nav1.5, nous avons investigué les conséquences physiopathologiques de la création d’un pore oméga. Cette étude, a clairement démontré les conséquences néfastes d'un tel pore au niveau de l’homéostasie ionique cellulaire. Ces perturbations se répercutent par la suite sur les signaux électriques, les propriétés morphologiques mais aussi fonctionnelles des cardiomyocytes. Les études menées lors de mon doctorat ont ainsi abouti à l'identification du pore oméga comme étant une caractéristique biophysique commune aux mutations des canaux Nav1.5 associées au développement des arythmies et de la dilatation cardiaque.
Voltage gated sodium channels (Nav) are broadly expressed in the human body. They are responsible for the initiation of action potentials (AP) in excitable cells. They underlie several physiological processes such as the cognitive, the sensitive, the motor and the cardiac functions. Nav1.5 channel is the main Nav expressed in the heart. Their dysfunctions are usually associated to the development of pure electrical disorders. However, mutations of Nav1.5 have recently been linked to the development of an atypical clinical phenotype combining complex arrhythmias and dilated cardiomyopathy (DCM). The main objective of my thesis has been to identify and characterize a common biophysical defect for all Nav1.5 mutations located in the channel’s voltage sensitive domains (VSDs) and associated with the atypical clinical phenotype. We were first interested in the case of two families of patients who displayed the same clinical phenotype although they carried two different Nav1.5 mutations, which have been reported to induce divergent biophysical defects. We identified a new alternative permeation pathway (called omega pore or gating pore) in the VSD of mutant Nav1.5 channels. This omega pore might constitute a common biophysical defect for all Nav1.5 mutations located in the channel’s VSDs. The second axe consisted in strengthening the association between mutations in the VSD of Nav1.5 and the creation of a gating pore. This research, based on the study of two other Nav1.5 mutations, confirmed the creation of an omega pore and increased the suspicion of the cardiovascular pathogenic potential of such an alternative permeation pathway. Finally, we studied a fifth Nav1.5 mutation. We used this mutation to characterize the pathological consequences of the creation of an omega pore. This study revealed that the creation of an omega pore disrupts the ionic homeostasis of cardiomyocytes. This homeostatic imbalance then affects electrical signals, cell morphology and also the function of cardiac myocytes. The studies of my thesis permitted to identify the omega pore as a potential common biophysical defect of Nav1.5 mutations located in the channel’s VSDs and associated to the arrhythmias and DCM. Furthermore, we also identified the pathological mechanism linking these mutations and the observed atypical clinical phenotype.

Les proprietes physiques, d'origine biologique, dependent largement des lombriciens. Ce fait, reconnu depuis au moins darwin (1837) est l'objet de descriptions statiques sur la structure grumeleuse (ex-feces de lombriciens) et l'activite biologique (=galeries de ces animaux). Ces structures ont toutefois une stabilite variable et ont un renouvellement (grumeaux) et un entretien (galeries) qui ne sont plus assures dans certains sols agricoles ou les lombriciens ont ete decimes, d'ou des problemes d'erosion, d'hydromorphie, de battance, voire perte de matiere organique. Dans cette these, on a d'abord selectionne, depuis un echantillon dans divers sols mediterraneens, la typologie centrale de ceux-ci. Puis sur ce type (fersiallitique sous garrigue a scherotheca geants: lombriicens aneciques) une etude ecologique (=refutable in situ) de la production annuelle de grumeaux (315+ ou 45 t/t poids vif acenique) a pu etre mesuree. Les 8,5% deposes en surface ont permis de suivre le rythme d'activite de cette production qui s'est avere suivre un modele d'activite acenique deja propose et ainsi valide. Il a ete montre experimentalement que la production depend bien du niveau de peuplement qui depend de la qualite des litieres. Cette qualite joue directement sur les modalites d'ingestion-digestion puis sur la stabilite structurale supracapillaire (resistance standardisee aux forces capillaires de rehumectation) qui est accrue de 3 a 4 fois suivant les litieres. La percolation de l'eau a travers le profil a pu etre correlee directement aux aneciques createurs des galeries verticales (282 l/m#2/heure pour 100 g d'aneciques, r=0,966, n=17, p 0,01). Les consequences agronomiques et environnementales sont soulignees

Nous examinons le probleme de la relation entre la physique et la biologie; nous abordons notre examen par l'etude du probleme du reductionnisme. Le probleme du reductionnisme peut etre divise en deux problemes particuliers, le probleme du reductionnisme logique (qui est impossible) et le probleme du reductionnisme empirique. Le reductionnisme empirique des lois peut etre possible - la tentative de l'explication des lois biologiques par les lois physi- ques c'est la biophysique. Le reductionnisme empirique des concepts est possible - l'in- terpretation des concepts biologiques par les concepts physiques c'est la biologique. Une etude epistemologique du concept d'entropie conduit a la conclusion qu'il n'y a pas de relation determinee entre entropie et desordre, ni relation d'identite entre entropie et information. L'organisation est la categorie (concept fondamental) du ni- veau de description biologique; l'organisation ne peut pas etre de- finie et elle n'est pas un concept objectif. Le concept de calcul peut etre utilise pour interpreter les organismes vivants. Un organisme vivant est un calculateur qui calcule les representations et les relations qui maintiennent son integrite. Nous distinguons entre organismes non-conscients, con- scients (qui sont differencies de ceux non-conscients par leur fa- culte de se delimiter de leur environnement) et conscients d'eux-memes (qui sont differencies de ceux conscients par leur faculte de communiquer avec d'autres organismes conscients d'eux-memes). De- limitation et communication peuvent etre interpretees en termes de calcul. La faculte de communication est la conscience en soi
We examine the problem of the relation between physics and biology; we start our study by considering the problem of reductionism. The problem of reductionism can be subdivided into two distinct problems, the problem of logical reductionism (which is impossible) and the problem of empirical reductionism. Empirical reductionism of laws may be possible - the attempt to explain biological laws in terms of physical laws is called bio- physics. Empirical reductionism of concepts is possible - the inter- pretation of biological concepts in terms of physical concepts is called biologic. An epistemological study of the concept of entropy leads to the conclusion that there is neither a definite relation between entropy and disorder nor an identity relation between entropy and information. Organization is the category (fundamental concept) of the bio- logical level of description; organization cannot be defined and is not an objective concept. The concept of computation can be used for the interpretation of living organisms. A living organism is a computator which computes the representations and the relations which maintain its integrity. We distinguish between non-conscious organisms, conscious organisms (that are differentiated from non-conscious organisms through their ability to demarcate themselves from the environment) and self-con- scious organisms (that are differentiated from conscious organisms through their ability to communicate with other self-conscious orga- nisms). Demarcation and communication can be interpreted in terms of computation. Self-consciousness is the ability to communicate