Academic literature on the topic 'Chimiotaxis'

La leucémie T de l’adulte (ATL), caractérisée par une prolifération dérégulée de lymphocytesT CD4+ activés, se développe chez des individus infectés par le virus T-lymphotropehumain (HTLV-1). Une période asymptomatique de plusieurs décennies sépare l’infection del’apparition des symptômes cliniques de l’ATL, rendant complexe la compréhension des étapesinitiales de la leucémogenèse. Le modèle de la souris humanisée dans laquelle est reconstituéun système hémato-lymphoïde humain est pertinent pour étudier ces étapes, depuis l’infectionpar HTLV-1 jusqu’à l’apparition de la lymphoprolifération. Grâce à ce modèle, mes travaux dethèse ont aidé à mieux comprendre deux mécanismes importants. D’abord, le rôle du chimiotactisme dans le contact cellule infectée-cellule non infectée in vivo. En inhibant la sécrétion de leukotriène B4, un chimioattractant, dans des souris humanisées et infectées, la charge proviraleest plus faible que celle des souris témoins et la prolifération des CD4+ activés est égalementréduite, soulignant le rôle du leukotriène B4 dans la primo-infection. Ensuite, j’ai étudié l’implicationdes protéines PDZ dans le processus leucémogène in vivo. En effet, certaines de cesprotéines, dont Scribble, interagissent avec le PBM (PDZ-domain Binding Motif) de la protéinevirale Tax. Des souris humanisées ont été infectées avec un provirus soit sauvage soit muté auniveau du PBM et j’ai montré, dès 5 semaines après infection, que l’interaction de ce domaineavec des protéines PDZ augmente la prolifération des CD4+ activés et perturbe l’expression degènes impliqués dans la prolifération, l’organisation du cytosquelette et des voies de l’apoptose.Ces résultats attestent du rôle du PBM de Tax dans le soutien de la lymphoprolifération in vivo
Human T-Cell Leukemia Virus 1 (HTLV-1) is the causative agent of Adult T-cell Leukemia(ATL) characterized by a deregulated proliferation of activated CD4+ T cells. An asymptomaticperiod of several decades separates the infection and the onset of the leukemia, complicating thestudy of the initial leukemogenic steps. Humanized mouse models are relevant to study thosesteps as these mice harbor human hemato-lymphoid cells that can be infected by HTLV-1.I used this animal model to better characterized two biological mecanisms during my thesis.First, the role of chemotaxis in infected-non infected cell contact in vivo. Inhibiting the secretionof leukotriene B4, a potent chemoattractant, in HTLV-1-infected humanized mice reduces theproviral load and the proliferation of activated CD4+ T cells. Those results establish the importanceof leukotriene B4 in HTLV-1 primo-infection. Next, I focused on the importance of thePDZ proteins in the leukemogenic process in vivo. The PDZ-domain Binding Motif (PBM) ofthe Tax viral protein interacts with several cellular PDZ proteins including Scribble. I infectedhumanized mice either with a wild-type or a PBM-mutated provirus of HTLV-1. I showed thatinteraction of the Tax PBM with PDZ proteins enhances activated CD4+ T cells proliferationfrom 5 weeks after infection and disrupts expression of genes implicated in cell proliferation,apoptotic processes and cytoskeleton organization. This study indicated that the PBM of Taxis important for sustaining the lymphoproliferation in vivo

La chimiotaxie désigne le mouvement actif et dirigé de micro-organismes en réponse à des stimuli extérieurs. Chez E. Coli, le comportement chimiotactique repose sur sa faculté à biaiser sa marche aléatoire résultant de l’alternance entre une phase de nage quasi-rectiligne (run) et une phase de réorientation abrupte (tumble). Nous quantifions la réponse chimiotactique de E. Coli directement à partir du biais instantané et l’explicitons en fonction des différents paramètres de la voie de signalisation. Nous inférons cette réponse à partir de trajectoires individuelles et des détections effectuées par E. Coli au cours de son mouvement. Cette méthode non invasive fournit des estimations précises de paramètres clés de la voie de signalisation chimiotactique. Ce type de méthode d’inférence est d’un intérêt général pour l’étude de processus stochastiques. Nous appliquons cette méthode à l’étude du mouvement diffusif de protéines membranaires évoluant au sein de microdomaines et montrons qu’elle fournit une estimation optimale, au sens de la théorie de l’information, de la diffusivité ainsi qu’une estimation des forces effectives responsables du confinement en microdomaines. L’amibe Dictyostelium discoideum (Dicty) possède la faculté de détecter la direction de gradients extérieurs d'AMPc (« directional sensing »). En accord avec des observations expérimentales récentes, nous introduisons un modèle minimal faisant intervenir un inhibiteur local possédant une dynamique de relaxation lente. Nous présentons des expériences permettant de tester plus spécifiquement la dynamique spatio-temporelle de cette réponse et les interprétons à l'aide du modèle introduit
Chemotaxis designates the active and directed movement of microorganisms in response to external cues in their environment. E. Coli performs chemotaxis by biasing its random walk, an alternation of smooth swimming phases (runs) and abrupt changes of direction (tumbles). We quantify the chemotactic response directly from the instantaneous bias and explicit this response in terms of the different parameters of the signaling pathway. Using individual trajectories and detections of chemicals, we infer the chemotactic response. This non invasive inference method provides sharp estimates of key parameters of the signaling pathway. This inference scheme is of general interest for the study of stochastic processes. We use an analog scheme to study the diffusive motion of biomolecules evolving in cell membrane microdomains and show that it offers optimal estimates of the diffusivity according to general Information Theory concepts along with estimations of the effective forces responsible for the confinement in microdomains. The amoeba Dictyostelium discoideum (Dicty) is able to detect the direction of external cAMP gradients (« directional sensing »). In line with recent experimental data, we introduce a minimal model with a slowly relaxing local inhibitor. This model reproduces adaptation, directional sensing, and amplification of the response. We present experiments allowing to test more specifically the spatio-temporal dynamics of the response. Our experimental results are interpreted using our minimal model

Cette thèse vise à étudier certains modèles biologiques dans le réseau neuronal et dans la chimiotaxie avec la méthode d’analyse spectrale. Afin de traiter les principaux problèmes, tels que l’existence et l’unicité des solutions et des états stationnaires ainsi que les comportements asymptotiques, le modèle linéaire ou linéarisé associé est considéré par l’aspect du spectre et des semi-groupes dans les espaces appropriés, puis la stabilité de modèle non linéaire suit. Plus précisément, nous commençons par une équation de courses-et-chutes linéaire dans la dimension d≥1 pour établir l’existence d’un état stationnaire unique, positif et normalisé et la stabilité exponentielle asymptotique dans l’espace L¹ pondéré basé sur la théorie de Kerin-Rutman avec quelques estimations du moment de la théorie cinétique. Ensuite, nous considérons le modèle du temps écoulé sous les hypothèses générales sur le taux de tir et nous prouvons l’unicité de l’état stationnaire et sa stabilité exponentielle non linéaire en cas sans ou avec délai au régime de connectivité faible de la théorie de l’analyse spectrale pour les semi-groupes. Enfin, nous étudions le modèle sous une hypothèse de régularité plus faible sur le taux de tir et l’existence de la solution ainsi que la même stabilité exponentielle sont généralement établies n’importe la prise en compte du délai ou non, au régime de connectivité faible ou forte
This thesis is aimed to study some biological models in neuronal network and chemotaxis with the spectral analysis method. In order to deal with the main concerning problems, such as the existence and uniqueness of the solutions and steady states as well as the asymptotic behaviors, the associated linear or linearized model is considered from the aspect of spectrum and semigroups in appropriate spaces then the nonlinear stability follows. More precisely, we start with a linear runs-and-tumbles equation in dimension d≥1 to establish the existence of a unique positive and normalized steady state and the exponential asymptotic stability in weighted L¹ space based on the Krein-Rutman theory together with some moment estimates from kinetic theory. Then, we consider time elapsed model under general assumptions on the firing rate and prove the uniqueness of the steady state and its nonlinear exponential stability in case without or with delay in the weak connectivity regime from the spectral analysis theory for semigroups. Finally, we study the model under weaker regularity assumption on the firing rate and the existence of the solution as well as the same exponential stability are established generally no matter taking delay into account or not and no matter in weak or strong connectivity regime

Ce manuscrit présente des études expérimentales sur l'évaporation de gouttes et la chimiotaxie de la mite.Une première partie s'intéresse à l'évaporation de spray dense au moyen d'une nouvelle approche, par analogie avec le mélange scalaire. Dans cette limite de forte densité en gouttes, où il y a saturation en vapeur au sein des structures constituantes, l'évaporation est principalement fonction de l'étirement auxquelles ces structures sont soumises. C'est en effet celui-ci qui conditionne le taux d'évacuation de cette vapeur interstitielle, ce qui permet de mettre les gouttes en contact avec un environnement plus sec, déclenchant ainsi leurs évaporations.Une deuxième partie s'intéresse à une application de la compréhension de cette dynamique d'évaporation de spray dense à un contexte d'entomologie: la chimiotaxie de la mite. Il s'agit du processus par lequel l'animal va se repérer dans un champ de concentration, pour localiser la source d'une substance attractive par exemple (ici de la phéromone sexuelle). Cette partie a tendu vers l'obtention d'une visualisation conjointe de la trajectoire de l'animal et du champ de concentration sous-jacent par la visualisation des gouttes
This thesis present some experiments on droplets evaporation and moth chemotaxis.In a first part, dense spray evaporation is explained through a new approach, drawing an analogy with scalar mixing. In this high density droplets limit, where vapor saturation is reached within the structures, evaporation is mainly controlled by the intensity at which these structures are stretch. It is indeed the stretching that controls the rate at witch interstitial vapor is evacuated: droplets are thus in contact with a dryer environment, so they can start to evaporate.A second part take an interest in applying dense spray evaporation dynamic understanding to an entomologist situation: moth chemotaxis. This is the process by which animals find their way in a concentration field, such at finding a chemoattractant source for instance (sexual pheromone in our case). This part tended towards visualizing animal trajectory and concentration field underlying through droplets visualization simultaneously

Les résultats présentés dans ce mémoire sont dédiés à l'étude théorique et numérique de modèles en chimiotaxie-fluide motivés par un large éventail de phénomènes biologiques comme la chimiotaxie de populations cellulaires dans un fluide. Les deux premiers chapitres de cette thèse portent sur la chimiotaxie dans un fluide au repos. Au début, on généralise un schéma de volumes finis au cas de modèles isotropes de Keller-Segel avec des coefficients diffusifs scalaires généraux sur des maillages admissibles. Ensuite, on propose et on étudie un schéma monotone combinant les méthodes de volumes finis et d'éléments finis non conformes et permettant une discrétisation efficace et robuste de modèles de Keller-Segel avec des tenseurs diffusifs anisotropes hétérogènes sans imposer des conditions restrictives sur le maillage du domaine en espace. Les deux derniers chapitres sont dédiés à l'étude théorique (existence globale, unicité) et l'étude numérique (extension de la méthode combinée) du système chimiotactisme-fluide complet constitué d'équations chimiotaxiques anisotropes couplées aux équations de Navier-Stokes modélisant un fluide incompressible. Ce couplage s'effectue à travers les termes décrivant d'un part le transport des cellules vivantes et du chimio-attractant par le fluide et d'autre part la force gravitationnelle exercée par ces organismes vivants sur le fluide. Les travaux de cette thèse ont donné lieu à l'écriture d'un code de calcul très développé en Fortran 95 afin de valider nos résultats par des simulations numériques.

Le nickel est un constituant essentiel des trois hydrogénases membranaires, indispensables à la croissance anaérobie d'Escherichia coli. Récemment, un système de transport spécifique du nickel, codé par l'opéron nik, a été mis en évidence au laboratoire. Il est constitué de cinq protéines présentant des homologies avec les composants des systèmes de transport bactériens de type ABC. NikA est la protéine périplasmique fixatrice du nickel. Nous avons surproduit et purifié la protéine NikA par chromatographie hydrophobe et échangeuse d'ions. Des études par spectrométrie de fluorescence intrinsèque de la protéine NikA et de dialyse en flux continu ont montré que le nickel se fixe, de façon spécifique, sur NikA avec une très forte affinité (Kd inférieur ou égal à 0,1 micro-molaire) et avec une stoechiométrie de 1/1. Nous avons également démontré l'implication de NikA dans chimiotactisme négatif vis-à-vis du nickel. Nous avons isolé, par insertion du transposon Tn10, un mutant touché au niveau du gène nikR qui code le répresseur du système de transport du nickel. Le gène nikR, situé en aval du locus nik, code une protéine de 15 kDa dont la séquence présente des homologies significatives avec les protéines Fur de diverses bactéries impliquées dans la régulation des systèmes de transport du fer. Le gène nikR a été inactivé sur plasmide par insertion d'une cassette uidA-kan, puis recombiné dans le chromosome. Le mutant ainsi obtenu présente une expression constitutive de NikA. Nous avons surproduit et partiellement purifié NikR par chromatographie d’affinité au nickel
Nickel is an essential component of the three membrane-bound hydrogenases which are necessary for the anaerobic growth of Escherichia coli. Recently, a specific nickel uptake system, encoded by the nik operon has been described in our laboratory. It consists of five proteins homologous to the components of the bacterial ABC uptake systems. NikA is the periplasmic nickelbinding protein. We overproduced and purified NikA by hydrophobic and ion exchange chromatography. Quenching of intrinsic protein fluorescence and dialysis methods showed that NikA binds one atom of nickel per molecule of protein with high affinity (Kd less than 0. 1 micromolar). We also demonstrated the implication of NikA in chemotaxis away from nickel. The nik operon is negatively controlled by an excess of nickel. Using Tn10 transposon insertion mutagenesis, we isolated a mutant affected in the nikR gene which encodes the repressor for the specific nickel transport system. In this mutant, expression of the nik operon was no longer repressed. The nikR gene, located downstream the nik locus, directs the synthesis of a 15 kDa protein whose sequence presents significant homologies with the Fur proteins involved in the regulation of ferric uptake systems of various bacteria. The nikR gene was inactivated on a plasmid by insertion of an uidA-kan cassette, and then recombined into the chromosome. As expected, the mutant obtained expressed NikA constitutively. We overproduced and partially purified NikR by affinity nickel chromatography

Dans la première partie du travail, l'influence de la mobilité et du chimiotactisme sur la compétitivité est étudiée après isolement de mutants affectés sur ces caractères et préparés à partir de la souche de Rhizobium meliloti Ve26. Trois types de mutants ont été isolés : un mutant non mobile (mob-), un mutant non chimitactique (che-) et un mutant hypermobile (mob+). Toutes les souches étudiées ont été rendues résistantes à des antibiotiiques différents afin de pouvoir les identifier dans les trsts biologiques. De tels marquages n'ont pas provoqué d'altération de leurs propriétés symbiotiques. En milieu liquide, les mutants ne présentent pas de différence de leur infectivité et de leur efficience par rapport au type sauvage parental. En substrat solide (essais en mini-serre expérimentale), la mobilité et le chimitactisme confèrent un avantage compétitif incontestable lors d'inoculations mixtes de souches de R. Meliloti. La seconde partie du travail concerne l'étude de la compétitivité d'une autre souche de R. Meliloti (2011) avec les mutants de la souche Ve26 (mob+ et mob-). Un effet antagoniste pour la nodulation entre la souche 2011 et le mutant Ve26 mob- est mis en évidence ; l'importance de la mobilité est de toute première importance puisque cet effet est "masqué" quand la souche 2011 est inoculée avec le mutant Ve26 mob+.

Le fonctionnement de notre système nerveux repose sur l’établissement d’un réseau complexe de connexions neuronales au cours de l’embryogenèse et sur le maintien de ces circuits au cours de la vie adulte. C'est la présence de molécules de guidage qui permet aux axones de s'orienter correctement soit par attraction, soit par répulsion, et d'établir ainsi un réseau entre cellules nerveuses. Les recherches effectuées au cours de cette thèse de doctorat ont porté sur la détection des molécules de guidage par le cône de croissance, l’extrémité motile de l’axone, et sur sa capacité à répondre à un signal directif de très faible intensité. Dans un premier temps, nous avons développé des microsystèmes de stimulation utilisant la technologie microfluidique, compatibles avec la culture primaire de neurones et l’imagerie en molécule unique. Ceux-ci permettent de générer rapidement des gradients stables et contrôlés afin d’analyser la dynamique cellulaire en fonction des paramètres d’un signal chimique et de faire des mesures parallélisées sur plusieurs neurones. Nous avons alors utilisé ces « puces » pour étudier la distribution de récepteurs uniques diffusant sur la membrane du cône de croissance. Nous avons ainsi pu caractériser quantitativement les processus d’amplification et de filtrage temporel durant la détection d’un gradient de GABA en fonction des paramètres de ce gradient. Les résultats expérimentaux ont été confrontés à un modèle biophysique basé sur la diffusion libre des récepteurs membranaires et sur leur interaction transitoire avec le cytosquelette.